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Tau, a molecular modulator of neuronal energy managment

Descrizione del progetto

Un nuovo ruolo per la proteina Tau come modulatore dell’energia neuronale

La proteina Tau agisce stabilizzando i microtubuli e supportando il trasporto intracellulare nei neuroni. Tuttavia, lo smistamento errato e l’aggregazione della proteina Tau nei neuroni sono caratteristiche distintive delle malattie neurodegenerative, come il morbo di Alzheimer. Il progetto EnergizeTau, finanziato dal CER, indaga un’ipotesi rivoluzionaria secondo cui l’aggregazione della proteina Tau sarebbe una risposta fisiologica a sfide bioenergetiche quali l’ipereccitazione o la privazione energetica. L’ipotesi è che funzioni che richiedono un elevato dispendio energetico, come l’attività sinaptica, la produzione di ATP e la traduzione proteica, siano compromesse, causando uno stress energetico prolungato, un’aggregazione irreversibile della proteina Tau e il silenziamento neuronale. I ricercatori adotteranno un approccio multidisciplinare per studiare come la proteina Tau coordina la gestione energetica neuronale. I risultati del progetto potrebbero ridefinire la biologia della proteina Tau e offrire nuove possibilità per la prevenzione e il trattamento delle malattie neurodegenerative.

Obiettivo

"The intraneuronal somatodendritic ""missorting"" and aggregation of Tau are pathological hallmarks in neurodegenerative diseases (NDDs) like and Alzheimer's disease (AD), and are thought to be drivers of neurotoxicity. That NDDs manifesting with Tau ""missorting"" present with (neuro)metabolic abnormalities, often prior to pathology onset, is largely overlooked. EnergizeTau investigates the ground-breaking new idea that the somatodendritic re-sorting of Tau is a physiological response to bioenergetic challenges faced by excitatory neurons, such as hyperexcitation or energy deprivation. In its proposed role as modulator of neuronal energy management, Tau modulates the cellular energy demand through molecular interactions with key cellular functions, e.g. synaptic activity, ATP production and protein translation, and alters the neuronal metabolism. Continued energetic stress in disease results in irreversible ""silencing"" and Tau aggregation in affected neurons. Using my uniquely broad Tau expertise, we decipher how Tau interferes with energy demanding cellular functions to modulate neuronal energy household downstream of bioenergetic stress. Light-induced Tau expression and CRISPR-edited human neurons enable to study Tau's molecular actions by interactomics and single-molecule imaging, and the effects on cellular functions. Tau's influence on the neuronal metabolism is determined by longitudinal live cell metabolite imaging and spatial transcriptomics in human brains, and the impact on gene and chromatin regulation by Cut&Tag and DNA-FISH. Whether stressors converge on energy limitation as a driver of Tau re-sorting is assessed by high-content metabolite imaging. EnergizeTau introduces the metabolic component of Tau (patho)biology and generates a paradigm shift in NDD research. It creates space for re-thinking hallmark protein pathology in NDDs, and has the potential to result in new approaches targeting the neuronal energy metabolism to prevent and treat NDDs."

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-COG

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Istituzione ospitante

DEUTSCHES ZENTRUM FUR NEURODEGENERATIVE ERKRANKUNGEN EV
Contributo netto dell'UE
€ 2 194 940,00
Indirizzo
VENUSBERG-CAMPUS 1/99
53127 Bonn
Germania
Regione
Nordrhein-Westfalen Köln Bonn, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 2 194 940,00

Beneficiari (1)