タウタンパク質は、in vitroで微小管の束を誘導します：異なるタウアイソフォームとタウタンパク質断片の比較

非神経細胞におけるタウタンパク質の発現は、微小管細胞骨格がタウを含む微小管の厚い束への再分布を引き起こす可能性があります（Lewis et al。：Nature 342：498-505、1989; Kanai et al。：J Cell Biol 109：1173-1184、1989）。これらの構造のアセンブリを研究するために、精製チューブリンとタウを使用して微小管束を再構成しました。タキソール安定化チューブリンポリマーを、さまざまな濃度の組換えヒトタウとインキュベートし、電子顕微鏡で検査しました。濃度の濃度が増加しているため、Tau 3（3つの微小管結合ドメインを含むTauアイソフォーム）またはTau 4（4つの微小管結合ドメインを含むアイソフォーム）は、微小管をランダムな分布からゆるくて密集した平行配列に変化させ、次に厚いケーブルに変化させました。対照的に、4つの微小管結合ドメインを含むタウアイソフォームと、N末端近くに58アミノ酸インサートを含むTauアイソフォームは、最小限のバンドル活性を示しました。タウ4誘導バンドルは、微小管へのタウ結合を阻害することが知られている条件である0.5 m NaClまたは0.4 mMエストラマスチンリン酸の添加により阻害される可能性があります。微小管結合ドメインのみを含むタウ構築物と、C末端に19のアミノ酸が微小管を完全に束ねることができました。cAMP依存性プロテインキナーゼによるTAU 3のリン酸化は、微小管の束を誘導する能力に影響を与えませんでした。これらの結果は、タウタンパク質がin vitroで微小管を直接束ねできることを示しており、微小管フィラメントを束ねる能力が異なるタウアイソフォームの違いが異なることを示唆しています。

Expression of tau protein in non-neuronal cells can result in a redistribution of the microtubule cytoskeleton into thick bundles of tau-containing microtubules (Lewis et al.: Nature 342:498-505, 1989; Kanai et al.: J Cell Biol 109:1173-1184, 1989). We reconstituted microtubule bundles using purified tubulin and tau in order to study the assembly of these structures. Taxol-stabilized tubulin polymers were incubated with various concentrations of recombinant human tau and examined by electron microscopy. With increasing concentrations of tau 3 (tau isoform containing three microtubule binding domains) or tau 4 (isoform containing four microtubule binding domains) the microtubules changed orientation from a random distribution to loosely and tightly packed parallel arrays and then to thick cables. In contrast, tau 4L, the tau isoform containing four microtubule binding domains plus a 58-amino acid insert near the N-terminus, showed minimal bundling activity. tau 4-induced bundling could be inhibited by the addition of 0.5 M NaCl or 0.4 mM estramustine phosphate, conditions which are known to inhibit tau binding to microtubules. A tau construct that contained only the microtubule binding domains plus 19 amino acids to the C-terminus was fully capable of bundling microtubules. Phosphorylation of tau 3 with cAMP-dependent protein kinase had no effect on its ability to induce microtubule bundling. These results indicate that tau protein is directly capable of bundling microtubules in vitro, and suggests that different tau isoforms differ in their ability to bundle microtubule filaments.