Учёные раскрывают переход белка тау из жидкого состояния в твёрдые волокна

Хотя многое в болезни Альцгеймера остаётся загадкой, учёным известно, что часть прогрессирования болезни связана с агрегацией нормального белка тау, который образует верёвкоподобные включения внутри клеток мозга, в конечном итоге "удушающие" нейроны. Однако то, как этот белок переходит из растворимого жидкого состояния в твёрдые волокна, оставалось неизвестным.

Обнаружив неожиданное свойство тау, физико-химик Сонг-И Хан и нейробиолог Кеннет С. Косик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре пролили новый свет на способность белка менять своё состояние.

Удивительно, но тау в комплексе с РНК может конденсироваться в высококомпактную "каплю", сохраняя при этом жидкие свойства. В явлении, называемом фазовым разделением, тау и РНК удерживаются вместе, без мембраны, но остаются отделёнными от окружающей среды. Это новое состояние сильно концентрирует тау и создаёт условия, в которых он становится уязвимым для агрегации. Косик и Хан описывают свои открытия в журнале PLOS Biology.

"Наши выводы, наряду со связанными исследованиями в области нейродегенерации, указывают на биофизическую 'улику' на пути к тау-патологии", — сказал Косик.

Исследователи обнаружили, что в зависимости от длины и формы РНК, до восьми молекул тау связываются с РНК, образуя протяжённую жидкую сборку. Некоторые другие белки, подобные тау, как известно, необратимо агрегируют при других нейродегенеративных заболеваниях, таких как боковой амиотрофический склероз (БАС).

"Существует интересная взаимосвязь между внутренне неупорядоченными белками, предрасположенными к нейродегенерации — в данном случае тау — и этим состоянием фазового разделения", — отметила Хан. "Является ли эта стадия 'капли' резервуаром, защищающим тау, или промежуточной стадией, помогающей преобразовать тау в болезненное состояние с фибриллами, или и тем, и другим одновременно? Выяснение точной физиологической роли этих капель — следующая задача".

Последующий анализ будет включать интенсивный поиск аналога "капель" тау в живых клетках. В будущей работе исследователи также хотят изучить, как и почему клетка регулирует образование и растворение этих капель, и может ли это стать потенциальным путём к терапии.