¿Cómo olvidan las plantas?
Un estudio publicado en la revista Nature Cell Biology revela más información sobre la capacidad de las plantas, identificada como “memoria epigenética“, que permite registrar información importante para, por ejemplo, recordar el frío prolongado en el invierno para asegurar que florezcan en el momento adecuado durante la primavera.
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En cuanto producen semillas, esta información se “borra” de la memoria para que no florezcan demasiado pronto el invierno siguiente.
En efecto, aunque lo hacen de forma diferente a los humanos, las plantas también tienen recuerdos. Esta llamada “memoria epigenética” se produce mediante la modificación de proteínas especializadas llamadas histonas, que son importantes para el empaquetamiento e indexación del ADN en la célula. Una de estas modificaciones de las histonas, llamada H3K27me3, tiende a marcar los genes que están desactivados. En el caso de la floración, las condiciones de frío hacen que la H3K27me3 se acumule en los genes que controlan la floración. Trabajos anteriores han demostrado cómo la H3K27me3 se transmite fielmente de célula a célula para que, en la primavera, las plantas recuerden que hacía frío y que el invierno ha terminado, permitiéndoles florecer en el momento adecuado. Pero igual de importante, una vez que han florecido y hecho semillas, estas últimas necesitan olvidar este “recuerdo” del frío para que no florezcan demasiado pronto una vez que el invierno regrese. Dado que la H3K27me3 se copia fielmente de célula a célula, ¿cómo hacen las plantas para olvidar esta memoria en las semillas?
Jörg Becker, investigador principal del Instituto Gulbenkian de Ciencia, que forma parte del equipo internacional dirigido por el investigador Frédéric Berger, del Instituto Gregor Mendel de la Academia Austríaca de Ciencias, dice que los investigadores se proponen analizar las histonas del polen. Según Jörg Becker, “el estudio nos llevó a identificar un fenómeno, el llamado “reajuste epigenético”, parecido al borrado y reformateo de datos en un disco duro”.
Los investigadores se sorprendieron al encontrar que la H3K27me3 desapareció completamente en el esperma. Encontraron que los núcleos espermáticos acumulan una histona especial que es incapaz de transportar H3K27me3. Esto asegura que esta modificación se borre de cientos de genes, no solo de los que impiden la floración, sino también de los que controlan una gran cantidad de funciones importantes en las semillas, que se producen una vez que el núcleo espermático es transportado por el polen para fusionarse con el óvulo de la planta. Este fenómeno se denomina “reajuste epigenético” y es similar al borrado y reformateo de datos en un disco duro.
“Esto tiene mucho sentido desde una perspectiva ecológica” dice el Dr. Borg, primer autor del artículo. “Dado que el polen puede propagarse a grandes distancias, por ejemplo por el viento o las abejas, y que gran parte de la “memoria” que lleva H3K27me3 está relacionada con la adaptación ambiental, tiene sentido que las semillas “olviden” el entorno de su padre y en su lugar recuerden el de su madre, ya que lo más probable es que se propaguen y crezcan al lado de la madre”.
Según el Dr. Berger, “Como las plantas, los animales también borran esta memoria epigenética en el esperma, pero lo hacen reemplazando las histonas con una proteína completamente diferente. Este es uno de los primeros ejemplos de cómo una variante especializada de las histonas puede ayudar a reprogramar y reajustar una sola marca epigenética, dejando otras intactas. Hay muchas más variantes de histonas no estudiadas, tanto en plantas como en animales, y esperamos que los aspectos de este mecanismo de reajuste que hemos descubierto se encuentren en otros organismos y contextos de desarrollo”.
