近日，来自范德堡大学的研究人员Christian de Caestecker和Ian G. Macara在《自然细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上发表了一篇名为“A size filter at the Golgi regulates apical membrane protein sorting”的文章。该研究聚焦于上皮细胞中顶端膜蛋白的极性排序机制，并提出了一种新颖的理论，即高尔基体中可能存在一种“尺寸过滤器”，该过滤器根据蛋白质的胞质结构大小来调节其运输方向。

 

研究背景指出，顶端膜蛋白往往具有较小的胞质结构，而基底侧膜蛋白则相对较大。基于这一观察，研究团队设计了一系列实验来探究蛋白质尺寸与其在高尔基体内的分类之间的关系。他们采用了RUSH系统（Retention Using Selective Hooks），该系统允许通过添加生物素来同步释放特定蛋白质进入高尔基体。

 

实验过程中，研究者向几种已知的顶端膜蛋白（如Crb3、Ace2和Muc1）添加了不同大小的标签，以改变它们的胞质结构。结果表明，当这些蛋白的胞质结构较小时，它们能够迅速从高尔基体运送到顶端膜；反之，如果胞质结构变大，则会导致蛋白质在高尔基体内停留的时间延长，并可能导致其错误地定位到基底侧膜。

 

为进一步验证这一假设，研究团队还探索了Pals1蛋白与Crb3相互作用的影响。Pals1是一种较大的细胞质蛋白，它与Crb3形成复合物。研究发现，只有当Pals1从复合物中脱离出来时，Crb3才能通过“尺寸过滤器”，从而正确地被运输至顶端膜。如果构建了一个无法与Crb3解离的Pals1突变体，则会阻碍Crb3从高尔基体的正常出口。

 

此外，为了证明“尺寸过滤器”机制的普适性，研究人员对其他几种顶端膜蛋白（Ace2和Muc1）进行了类似实验。结果证实，无论哪种顶端膜蛋白，只要其胞质结构增大，都会导致其在高尔基体内滞留时间增加，进一步支持了“尺寸过滤器”的理论。

 

这项研究表明，高尔基体内部可能存在一种机制，通过筛选蛋白质的胞质尾部大小来决定其后续的运输路径。这一发现对于理解上皮细胞中蛋白质的精确分类机制具有重要意义，并为未来相关领域的研究提供了新思路。