2024年3月28日,张明杰院士团队在Cell上发表了题为Short-distance vesicle transport via phase separation的文章。
在细胞内,长距离的物质运输主要是通过马达蛋白牵引货物沿着细胞骨架进行定向移动来实现的。然而,细胞内同样存在着许多短距离定向运输的需求,例如突触前膜的突触小泡需要从储备区(reserve pool)调动至活性区(active zone),以及COPII和COPI囊泡在高尔基体潴泡间定向转运等。对于这类短距离运输,依赖于马达蛋白和细胞骨架的方式不仅能耗过大,而且通常这些短距离运输的场景并不涉及细胞骨架的参与。另一方面,被动扩散虽然能发生,但却无法满足方向性的运输需求。因此,细胞如何巧妙地应对这种短距离定向运输的挑战,是细胞生物学研究领域里悬而未决的问题。
该研究揭示了一种新型的由相分离介导的囊泡运输方式,该方式既摆脱了传统远程运输对马达蛋白与细胞骨架的依赖,又解决了被动扩散无法提供方向性的问题。我们有理由相信,在更广阔的细胞生物学领域,这种相分离介导的短距离囊泡定向运输方式将展现出更普遍的应用前景。这一发现不仅深化了我们对细胞内部物质运输机制的理解,也为未来相关疾病的治疗和药物研发提供了新的思路和方向。