导读
稳定的生物表型可不受环境波动、基因扰动的影响。器官在确定的位置开始发育成长，最终长成稳定的大小和形状，这对生物的适应性至关重要。
例如，果蝇的双翼最终发育成稳健且精确协调的大小和形状，这对于飞行是必需的。叶片围绕茎的定位，即叶片生长位置，确保最佳的光捕获。这些发育稳定性的例子虽然得到了充分记录，但其背后的分子机制才刚刚开始揭示。
早期研究寻找与维持稳定性有关的基因时，研究者发现了热休克蛋白90（HSP90）。hsp90突变体的表型严重程度因个体和个体不同部位而异，表明其发育的稳定性受到了破坏。
同样，涉及核心细胞生命过程的基因，如染色质重塑、转录、翻译和蛋白质降解，也是维持各种生物稳健发育的关键基因。然而，这些具有广泛作用的基因如何在组织特异性发育表型的稳定性中发挥作用仍不清楚。
2024年9月20日，康奈尔大学Adrienne H.K. Roeder和Shu-Bing Qian（钱书兵）团队在Developmental Cell上发表了一篇题为“DRMY1 promotes robust morphogenesis in Arabidopsis by sustaining the translation of cytokinin-signaling inhibitor proteins”的论文，揭示了TOR信号传导和翻译调控这两个广泛且重要的过程，通过维持激素信号蛋白的快速合成，在组织特异性上维持器官的稳定发生。
文章索引
研究结果
一. drmy1突变体表现出TOR活性、核糖体含量和翻译速率的下降
drmy1突变体中与翻译和核糖体相关的基因下调，核糖体含量和翻译速率显著降低，蛋白合成减少。蛋白组学分析显示，drmy1中蛋白质稳态机制被打乱，TOR信号活性下降，进一步减少了核糖体含量和全局翻译速率。
二. TOR活性、核糖体和翻译的缺陷破坏了稳健的萼片启动
作者探究了TOR活性、核糖体或翻译缺陷是否会像drmy1突变一样影响稳健的萼片启动。
他们对核糖体突变体（ul4z、ul4y、ul18z）和TOR活性减少的突变体（lst8-1-1、spaghetti-1）进行成像，发现这些突变体的萼片启动存在变异，与drmy1表型相似。团队通过化学抑制TOR活性和翻译，也观察到了萼片启动的变异性。
此外，drmy1突变会导致萼片启动时间差异增加，TOR和核糖体缺陷也破坏了萼片启动的时间精确性。
但除此之外，还存在一个不依赖于TOR或核糖体功能的协调机制，确保同一花苞中的萼片达到相同的成熟长度，这一机制需要进一步研究。
三. 抑制TOR活性和翻译会增强细胞分裂素信号，并破坏生长素和细胞分裂素信号的稳定空间模式
生长素和细胞分裂素在茎端分生组织中协同促进萼片启动。drmy1突变体和核糖体突变体ul4y中，细胞分裂素信号增强且分散，生长素信号变得不集中，导致萼片启动不稳定。抑制TOR活性或翻译的处理也引发类似的激素信号紊乱，破坏萼片启动的稳健性。
四. 细胞分裂素信号的增加对于翻译抑制下的生长素信号和萼片起始是必要的
在TOR活性和翻译抑制下，细胞分裂素信号增强导致生长素模式紊乱，进而影响萼片启动。减少细胞分裂素信号可恢复稳健的生长素模式，因此，维持低水平的细胞分裂素信号对稳定的萼片启动至关重要。
五. 细胞分裂素信号上调是维持drmy1突变体中翻译和生存能力所必需的
在翻译抑制条件下，植物通过上调细胞分裂素信号来维持生存的翻译水平。研究显示，增加的细胞分裂素信号可提高翻译速率，特别是在drmy1突变体中。
实验结果表明，drmy1 wol双突变体的翻译速率无法恢复，表现出生长严重受阻。细胞分裂素信号的上调有助于维持全局的翻译水平，从而支持drmy1的生存能力。
这些结果表明，细胞分裂素不仅促进翻译，也在发育中发挥重要作用。
六. TOR和翻译抑制会降低细胞分裂素信号抑制剂ARR7和AHP6的蛋白水平
在TOR活性降低和翻译抑制的情况下，细胞分裂素信号增加是由于A型ARR和AHP6蛋白合成减少，导致抑制不足。尽管drmy1与野生型在细胞分裂素水平上无显著差异，但翻译缺陷使这些抑制因子的水平降低，增强了细胞分裂素信号。
研究发现，drmy1中的ARR7蛋白水平显著降低，特别是在芽的外围。同时，AHP6的积累也受到抑制，进一步影响了细胞分裂素信号的稳态。
这些变化与萼片起始的变异性相关，提升这些抑制因子的水平可部分恢复萼片的稳定性。
总结
本文研究发现，拟南芥突变体drmy1因TOR活性和翻译减少，导致ARR7和AHP6蛋白水平下降，进而上调细胞分裂素信号，扰乱生长激素模式和萼片的稳健起始，表明翻译稳态对器官发生的关键作用。
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