Las plantas tienen memoria y también olvidan
Su memoria se hereda de padres a hijos y les sirve para recordar el frío prolongado del invierno y así florecer en el momento adecuado en primavera. Cuando producen semillas “borran” esa información de la memoria epigenética para no florecer antes de tiempo.
Las plantas tienen memoria epigenética, es decir un tipo de memoria que se transmite de padres a hijos a través del ADN de las células germinales. Sería, para que nos entendamos, una memoria heredable. La memoria epigenética ayuda a las plantas a recordar el frío que hizo en invierno, para no florecer en ese momento, sino en primavera.
Esta memoria se produce a través de modificaciones que se producen en unas proteínas llamadas histonas, alrededor de las cuales se envuelve el ADN. Una de estas modificaciones, de nombre H3K27me3, tiende a marcar los genes que están desactivados. En el caso de la floración, las condiciones de frío hacen que el H3K27me3 se acumule en los genes que controlan la floración.
Experimentos anteriores dirigidos por Frédéric Berger, del Instituto Gregor Mendel de la Academia Austríaca de Ciencias, demostraron cómo el H3K27me3 se transmite de célula a célula para que, en primavera, las plantas recuerden que hacía frío y que el invierno ha terminado, permitiéndoles florecer en el momento adecuado. En cuanto las plantas dan semillas, esta información se elimina de la memoria para que no florezcan demasiado pronto cuando llegue el siguiente invierno.
Pero ¿cómo es el proceso de borrado de memoria? Justo a esta cuestión ha querido responder un equipo internacional de investigadores capitaneado por Frédéric Berger. Lo que encontraron fue que una vez que la planta produce semillas, la modificación H3K27me3 desaparece del esperma. Esto es así porque los espermatozoides de la planta poseen una histona incapaz de transportar la citada modificación. De esta manera, la modificación que hace que la planta recuerde cuándo debe florecer desaparece de cientos de genes, no solo de los que impiden la floración, sino también de los que controlan funciones importantes en las semillas. Este fenómeno se conoce como reajuste epigenético y es similar al borrado y formateado de datos en un disco duro.
"Esto tiene mucho sentido desde una perspectiva ecológica", dijo el doctor Borg, primer autor del artículo que recoge la investigación y hallazgos y que ha sido publicado recientemente en Nature Cell Biology ."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".
"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", declaró Jörg Becker, investigador del Instituto Gulbenkian de Ciencia que también ha participado en el estudio.
Referencia: Borg, M., Jacob, Y., Susaki, D. et al. Targeted reprogramming of H3K27me3 resets epigenetic memory in plant paternal chromatin. Nat Cell Biol (2020). https://doi.org/10.1038/s41556-020-0515-y
