При нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, прогрессирующее повреждение нейронов связано с накоплением аномальных тау-филаментов в головном мозге. Ядро этих тау-филаментов образует высокоупорядоченную структуру, а такие молекулы, как убиквитин, прикрепляются к тау вокруг ядра в качестве посттрансляционных модификаций. Однако конкретная роль этих периферических модификаций в поддержании структурной стабильности тау-филаментов остается неясной.
В ходе данного исследования, опубликованного в журнале Nature Structural & Molecular Biology, ученые из Университета Цукуба выделили тау-филаменты из мозговой ткани пациентов с болезнью Альцгеймера и вакуолярной таупатией — редким наследственным нейродегенеративным заболеванием. Они изучили биологические и структурные свойства этих филаментов с помощью экспериментов по введению их мышам и анализа методом криоэлектронной микроскопии.
Тау-филаменты, полученные при этих двух заболеваниях, вызывали различные паттерны тау-патологии в мозге мышей. Криоэлектронная микроскопия также показала, что структура тау-филаментов заметно различается при болезни Альцгеймера и вакуолярной таупатии. В последнем случае было выявлено 5 типов филаментов. Кроме того, смещение полиубиквитина изменило границу между двумя протофиламентами в некоторых тау-филаментах, что привело к появлению ранее не наблюдавшихся структур.
Эти результаты указывают на то, что на структуру тау-филамента может влиять не только высокоупорядоченное ядро, но и посттрансляционные модификации, которые его окружают. Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на механизмы, регулирующие формирование и стабилизацию специфичных для заболеваний структур тау-филамента, и могут расширить представления о структурном разнообразии, наблюдаемом при нейродегенеративных заболеваниях, связанных с тау-белком.
