Plant Commun | Polysome profiling应用：生长还是防御？拟南芥G蛋白AtYchF1的翻译抉择

生物体为了生长和生存，需要不断适应环境中各种生物和非生物胁迫。作为响应，生物体会重编程基因表达，进而改变细胞内各种蛋白质的丰度。

例如，热激蛋白和活性氧清除剂等胁迫相关蛋白的表达通常会上调，以防止细胞损伤。细胞内蛋白质的丰度受到转录后调控、翻译控制和蛋白质降解等复杂过程的共同调控。

除了核心的核糖体和翻译机器，多种辅助蛋白也会与核糖体相互作用以调节蛋白质合成。其中一种调控因子是YchF，它是一种进化上保守的非典型GTP酶，已被证明与翻译机器相关，但其在植物蛋白质翻译中的具体作用和分子机制尚不清楚。

2026年2月12日，香港中文大学Hon-Ming Lam和Ming-Yan Cheung团队在Plant Communications上发表了一篇题为“The unconventional G-protein AtYchF1 interacts with the ribosomal protein AtRPS7 to modulate selective translation for balancing plant growth and stress response in Arabidopsis”的论文。该研究发现，拟南芥中的非典型G蛋白AtYchF1通过与核糖体蛋白AtRPS7相互作用，特异性地抑制了含有CUCU序列序列的胁迫相关mRNA的翻译。

文章索引

【标题】The unconventional G-protein AtYchF1 interacts with the ribosomal protein AtRPS7 to modulate selective translation for balancing plant growth and stress response in Arabidopsis

【发表期刊】Plant Communications

【发表日期】2026年2月12日

【作者及团队】香港中文大学Hon-Ming Lam和Ming-Yan Cheung团队

【IF】 11.6

研究结果

一、AtYchF1与核糖体蛋白AtRPS7直接相互作用

通过体外Pull-down和体内双分子荧光互补（BiFC）实验，证实了AtYchF1蛋白与核糖体小亚基蛋白AtRPS7存在直接的物理互作。

进一步的定点突变和分子对接模型分析揭示，AtYchF1的G2序列是其与AtRPS7结合的关键界面。

二、AtYchF1-AtRPS7的相互作用调控植物的生长与胁迫响应

通过对野生型、敲降突变体和过表达株系进行表型分析发现，AtYchF1与AtRPS7的互作能够显著促进植物在营养缺乏（无蔗糖）条件下的生长。

然而，这种互作也导致植物对盐胁迫高度敏感，而破坏两者结合的突变体则丧失了这些表型，表明该互作是功能发挥的必要条件。

三、AtYchF1-AtRPS7互作依赖性地重塑细胞蛋白质组

采用TMT标记的蛋白质组学技术分析发现，在正常条件下，AtYchF1与AtRPS7的互作导致翻译和光合作用相关蛋白的丰度上调。

与此同时，许多胁迫响应蛋白（尤其是抗氧化蛋白）的丰度显著下调，表明该复合体将细胞资源从防御转向了生长。

四、AtYchF1通过识别3' UTR的CUCU序列抑制特定mRNA的翻译

EMSA和荧光报告系统实验证明，AtYchF1能够识别并结合这些mRNA 3' UTR中的CUCU序列，并且这种翻译抑制作用依赖于其与AtRPS7的相互作用。

总结

本研究深入揭示了植物中AtYchF1蛋白的一种新颖功能，它通过与核糖体蛋白AtRPS7相互作用，选择性地调控胁迫相关mRNA的翻译。该机制使植物能够在不利条件下（如营养缺乏）优先合成生长和代谢所需蛋白，同时抑制能量消耗大的胁迫响应蛋白的产生，从而在生长与胁迫响应之间取得平衡。