Un grupo internacional de investigadores encontró la respuesta a la pregunta.
El estudio publicado en 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 garantizar que florezcan en el momento adecuado durante el primavera.
Tan pronto como producen semillas, esta información se “borra” de la memoria para que no florezcan demasiado temprano el invierno siguiente.
Modificando proteínas para “recordar que hacía frío”
Aunque lo hacen de manera diferente a los humanos, las plantas también tienen recuerdos. Esta llamada “memoria epigenética” ocurre modificando proteínas especializadas llamadas histonas, que son importantes para empacar e indexar el ADN en la célula. Una de esas modificaciones de histonas, llamada H3K27me3, tiende a marcar genes que están desactivados. En el caso de la floración, las condiciones de frío hacen que H3K27me3 se acumule en los genes que controlan la floración.
El trabajo previo del laboratorio de Berger demostró cómo H3K27me3 se transmite fielmente de una célula a otra para que en la primavera, las plantas recuerden que hacía frío y que el invierno ha terminado, lo que les permite florecer en el momento adecuado. Pero igual de importante, una vez que han florecido y producido semillas, las semillas deben olvidar este “recuerdo” del frío para que no florezcan demasiado pronto una vez que vuelva el invierno.
Similar a borrar y formatear datos en un disco duro
Jörg Becker, investigador principal del Instituto Gulbenkian de Ciencia, involucrado en el equipo internacional dirigido por el investigador Frédéric Berger, del Instituto Gregor Mendel de la Academia de Ciencias de Austria, dice que los investigadores se propusieron analizar histonas en el polen, con la hipótesis de que el proceso de olvido probablemente ocurriría en el esperma incrustado. Según Jörg Becker, “el estudio nos llevó a identificar un fenómeno, el llamado “reinicio epigenético”, similar a borrar y formatear datos en un disco duro.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que H3K27me3 desapareció por completo en los espermatozoides. Descubrieron que los espermatozoides acumulan una histona especial que no puede transportar H3K27me3. Esto asegura que esta modificación se borre de cientos de genes, no solo los que impiden la floración, sino también los que controlan una gran variedad de funciones importantes en las semillas, que se producen una vez que el polen transporta el esperma para fusionarse con el óvulo de la planta.
Este fenómeno se llama “reinicio epigenético” y es similar a borrar y formatear datos en un disco duro.
Al igual que las plantas, los animales también borran esta memoria epigenética
“Esto realmente tiene mucho sentido desde una perspectiva ecológica”, dice el doctor Borg, primer autor del artículo. “Dado que el polen puede extenderse a largas distancias, por el viento o las abejas, por ejemplo, y 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 cambio, recuerden el de su madre, ya que es más probable que se propaguen y crezcan junto a su madre.
Según Berger “al igual que las plantas, los animales también borran esta memoria epigenética en los espermatozoides, pero lo hacen reemplazando las histonas con una proteína completamente diferente. Este es uno de los primeros ejemplos de cómo una variante de histona especializada puede ayudar a reprogramar y restablecer un marca epigenética única mientras deja intactos a otros. Hay muchas más variantes de histonas no estudiadas tanto en plantas como en animales, y esperamos que los aspectos de este mecanismo de restablecimiento que hemos descubierto se encuentren en otros organismos y contextos de desarrollo”.
Referencia bibliográfica
Borg, M., Jacob, Y., Susaki, D. et al. Targeted reprogramming of H3K27me3 resets epigenetic memory in plant paternal chromatin. Nat Cell Biol (2020).