分子選別機構はタンパク質を個別の膜コンパートメントに確実に送り届ける
選別された膜関連タンパク質が正しい目的地に届けられる経路は一般的に確立されているが、選別プロセス自体に関する多くの興味深い疑問が残っている … ある種の膜タンパク質、例えばゴルジの糖転移酵素が細胞内に留まり、他のタンパク質が軸索に送達されるためにパッケージ化されるのはなぜか？ 輸送されるタンパク質のうち、ナトリウムやカリウムのイオンチャネルのように軸索に到達するものもあれば、シナプス前受容体、シナプス小胞、分泌神経ペプチドなど、軸索の長さを移動して神経末端に到達したり、シナプス間隙に入るものもありますが、どのようにしているのでしょうか？ 最後に、シナプス小胞のような小器官はどのようにして軸索やシナプス前末端に向かい、樹状突起には向かわないのでしょうか？ この疑問は、後根神経節の感覚神経細胞で特に説得力を持つ。単一軸索の中心枝にはシナプス前終末があるが、その同じ軸索の末梢枝には何もない。
これらの疑問に対する答えはまだ不完全だが、いくつかのメカニズムは明らかになり始めている。 いくつかの情報は、新しく合成されたタンパク質が基底膜または頂膜に送られるための分子的な目的地信号の識別が可能な、極性上皮細胞に関する研究から得られている。 これらのメカニズムは、神経細胞に関連している。なぜなら、通常、上皮の基底細胞外膜に送られるウイルスタンパク質は、神経細胞の樹状突起コンパートメントに到達し、一方、頂膜コンパートメントを標的とするものは、軸索に移動する可能性があるからである。 しかし、そのメカニズムは複雑であるように思われる。 シグナルは、グリコシル化、アシル化、リン酸化などの翻訳後修飾として「追加」されることもあれば、個別のアミノ酸配列の形で「組み込まれる」こともある。 どちらのメカニズムも細胞内で作用しているようである。 例えば、タンパク質にマンノース6-リン酸を付加するとリソゾームに誘導される。一方、タンパク質を核やミトコンドリアに誘導するアミノ酸配列も同定されている。 一般に、標的化シグナルはタンパク質を特定のオルガネラに誘導すると考えられるが、他のメカニズムはオルガネラを適切な最終目的地に誘導する。 シナプス小胞は軸索や細胞体では何の役にも立たないので、シナプス前末端に行くべきものである。 シナプス前終末の多くは軸索の末端には存在しないため、問題はさらに深刻である。 多くの場合、1本の軸索に沿って多数の終末が順次発生し、複数の標的に対してen passant接触している。 したがって、シナプス小胞は単に軸索MTの末端まで移動することはできず、シナプス小胞のターゲティングはより複雑な問題となる。
オルガネラの末端へのターゲティングのための1つの提案されたメカニズムは、一般的な意味を持つかもしれない。 シナプス前末端に集中しているシナプスシンファミリーのリン酸化タンパク質は、シナプス小胞の標的化に関与している可能性がある。 脱リン酸化されたシナプシンはシナプス小胞とアクチン微小フィラメント（MF）の両方に強固に結合し、リン酸化されるとその両方が解放される。 脱リン酸化シナプシンは単離された軸質中のMBOの軸索輸送を阻害するが、リン酸化シナプスは同濃度でも阻害しない。 シナプス小胞が脱リン酸化シナプスの豊富な領域を通過するとき、シナプシンによって利用可能なMFマトリックスに架橋されるかもしれない。 このように架橋された小胞は、軸索の高速輸送から外され、シナプシンやMFに富む領域であるシナプス前末端に効果的に標的化されるであろう。 その後、カルシウム活性化キナーゼが標的小胞を動員し、神経伝達物質放出のための活性領域へ移動させる（9章参照）。 このことは、変化させればMBOを他の特定のドメインに標的化する一般的なメカニズムを示唆している。
最後に、この章ではほとんど軸索輸送に焦点を当てたが、樹状突起輸送も存在する。 樹状突起は通常シナプス後領域を含むが、ほとんどの軸索はシナプス前要素で終端するため、樹状突起と軸索の輸送にはそれぞれ数多くの固有のタンパク質が含まれる。 ソーティング機構の証拠は、2つの異なるウイルスタンパク質を用いた海馬の培養神経細胞での研究から得られている。 基底側にターゲットされたウイルスの糖タンパク質は、培養ニューロンの樹状突起にのみ輸送され、一方、先端側に出芽したウイルスの糖タンパク質は軸索に見いだされた 。 神経細胞内の輸送現象がさらに複雑になっているのは、mRNAが樹状突起に運ばれ、そこでシナプス後部の局所的なタンパク質合成に関与しているが、リボソーム成分やmRNAは軸索領域からほとんど排除されているという興味深い観察があるからである … グリア細胞においても、同様のmRNAの輸送過程が報告されている
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