科大研究揭示短距離囊泡運輸機制

香港科技大學（科大）的研究團隊揭示囊泡在細胞內局部區域進行短距離運輸的機制，為這個生物學家尚未充分認識的領域提供了新方向。

囊泡是一個小的細胞容器，可以執行多種生物功能，包括轉運蛋白質、脂質、以及生物體生存所需的其他物質，並回收廢料。除了使用馬達蛋白進行長距離運輸外，細胞還有在特定區域進行短距離囊泡運輸的需求。 然而，這種短距運輸的確切機制仍待科學家進行研究。

為了應對這項挑戰，一支由科大生命科學部博士研究生裘驊先生及研究資助局博士後研究員吳先登博士所帶領的研究團隊，在科大前生命科學部講座教授張明傑和科大生命科學部教授鄔振國的指導下，聚焦於突觸囊泡（SVs）的研究，成功揭開了短距離運輸的神秘面紗。他們發現，這些與囊泡相關的特定蛋白質的相分離，能夠使囊泡在細胞的不同區域之間以可控的方式移動。

具體而言，一種名為Piccolo的巨型條狀蛋白質，可以響應鈣訊號，從儲備池（reserve pool）提取突觸囊泡，並將它們運送到活躍區域（Active zone）。

他們還發現，另一種名為TFG的蛋白質也透過使用類似的相分離過程，協助囊泡從內質網（ER）運送到內質網-高爾基體中間體。

有見及此，研究結果表明，相分離或是細胞調控囊泡以特定方向短距離運輸的通用方式。

在細胞中，囊泡需要沿著特定方向移動以滿足各種生理需求，細胞不同區域之間的長距離運輸主要依賴細胞骨架和馬達蛋白，而囊泡也需要在細胞中一些比較局部的區域內進行短距離運輸。例如，在高爾基體中，囊泡需要在間隔幾百納米的腔室間快速移動，以進行蛋白質的加工與分選。同樣，在神經細胞末梢，突觸囊泡則需要在數百納米範圍內從儲備區轉運到釋放位點，以控制神經遞質精確釋放。

與長距離囊泡運輸相比，現時人類除了知道這個過程不涉及馬達蛋白外，對細胞如何實現局部的囊泡定向運輸機制所知甚少。因此，此項研究引證了細胞內幫助囊泡在特定方向上進行局部短距離運輸的過程，成果至關重要。

吳博士表示：「我們的研究證明，在無需馬達蛋白的參與下，囊泡的短距離定向運輸可以透過相分離來實現，能在廣泛的細胞生物學領域場景中應用。因此，如何將新的囊泡運輸機制拓展至其他已知的細胞過程中，將會成為重要的未來研究方向。」

是次研究題為「相分離介導短距離囊泡運輸」，已於科學期刊《細胞》上刊載。