Tendencias21

Descubren cómo las plantas olvidan el invierno

Diversas especies vegetales son capaces de olvidar el invierno y, gracias a ese borrado de “memoria epigenética”, durante la primavera mantener silenciado un represor floral. Ahora, un estudio publicado en Nature y dirigido por Pedro Crevillén, investigador del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP), ha revelado cómo consiguen hacerlo.

Descubren cómo las plantas olvidan el invierno

Las plantas deciden cuándo florecer en respuesta a las condiciones ambientales mediante una compleja red de señalización génica.

En diversas especies vegetales, la floración requiere que la planta haya estado expuesta a períodos prolongados de frío. Este proceso se conoce como vernalización y es crucial para muchas especies de interés agrícola como el trigo, la cebada y toda la familia de la brasicáceas (mostaza, coles, brócoli).

Las plantas vernalizadas son capaces de recordar el invierno y mantener silenciado un represor floral durante el posterior crecimiento a temperaturas más altas en la primavera.

Pero esta “memoria epigenética” es borrada y el represor floral se reactiva durante la formación de la semilla, siguiendo un proceso que garantiza que la siguiente generación de plantas requiera de un proceso de vernalización para florecer. Todo esto ya se sabía. Sin embargo, los mecanismos genéticos que controlan este proceso de borrado permanecían desconocidos.

Ahora, un estudio publicado en Nature ha revelado cómo consiguen hacerlo. Su autor principal es Pedro Crevillén, investigador del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP), centro mixto de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA).

Cómo sucede

La epigenética se refiere a las marcas químicas heredables que modifican la actividad del genoma sin alterar la secuencia del ADN. Por ejemplo, los gemelos comparten la misma secuencia de ADN, pero un análisis fino de su genoma revela que está marcado de forma diferente por marcas epigenéticas que se acumulan a lo largo de la vida. Esto explica en parte las diferencias que observamos entre ellos.

En la planta modelo Arabidopsis thaliana se sabe que durante el invierno se produce el silenciamiento de un gen llamado FLC que actúa como represor de la floración.

Tras la vernalización, este represor permanece silenciado por mecanismos epigenéticos en ausencia del frío permitiendo que las plantas florezcan en primavera. Luego, el gen se reactiva en las semillas y las nuevas plantas vuelven a requerir pasar el invierno (vernalizar) para florecer.

La vernalización es un proceso de una gran importancia a nivel agronómico para numerosos cultivos. En el caso del trigo, existen variedades que se siembran en distintas épocas del año según su requerimiento de vernalización.

Actualmente, debido a los efectos del cambio climático, hay inviernos que son menos fríos que antaño y, por tanto, al no florecer los cultivos en el momento correcto disminuyen la producción. Para Crevillén, los resultados de su estudio, dirigido por Caroline Dean, del John Innes Centre (Reino Unido), permitirán obtener variedades de plantas más productivas en las condiciones ambientales actuales.

El trabajo, publicado en Nature con el título “Epigenetic reprogramming that prevents transgenerational inheritance of the vernalized state”, caracteriza a nivel molecular el proceso de borrado de la memoria epigenética de la vernalización. En el mismo se demuestra que el gen ELF6 es necesario para el borrado de esta memoria epigenética del represor floral.

El proceso de esta investigación fue posible gracias al aislamiento de un mutante en el gen ELF6, que recordaba la vernalización. Este mutante es uno de los pocos ejemplos de herencia transgeneracional epigenética que se ha investigado en las plantas.

“Este trabajo recuerda a las ideas de Lysenko, el botánico soviético que sostuvo que la progenie de trigos vernalizados florecerían y aumentarían su producción”, afirma Crevillén. “Sin embargo, estaba equivocado y hoy sabemos que la vernalización es necesaria en cada generación”.

Los cambios epigenéticos afectan también a los humanos

Los científicos han descubierto recientemente que la herencia transgeneracional no solo afecta a las plantas, sino también a los animales y, por tanto, a los humanos.

En un principio, se pensaba que los cambios epigenéticos solo podían ser heredados de célula a célula en un mismo organismo, pero no de una generación a otra, es decir, de padres a hijos. Sin embargo, numerosos estudios sugieren actualmente que hay una pequeña parte de esta información epigenética que no se borra y se transmite a la descendencia.

Por ejemplo, que la desnutrición en madres gestantes origina cambios epigenéticos que no solo afectan a sus hijos, sino que tienen consecuencias en el crecimiento de los nietos. Se trata de un tema de gran actualidad del que se conoce muy poco y que está concitando un gran interés en la comunidad científica mundial.

El siguiente paso para completar el estudio sería, en opinión de su autor principal, profundizar aún más en los mecanismos de cómo las plantas regulan su floración en respuesta a cambios en la temperatura ambiental.

“Estos estudios cobran mayor importancia en la actualidad si queremos prevenir los efectos adversos del cambio climático, pues sabemos que el aumento de la temperatura provoca cambios epigenéticos en genes reguladores de la floración”, declara Crevillén, quien ha sido recientemente seleccionado dentro del programa Ramón y Cajal para continuar con sus investigaciones.

Referencia bibliográfica:

Pedro Crevillén et al. Epigenetic reprogramming that prevents transgenerational inheritance of the vernalized state. Nature (2014). DOI:10.1038/nature13722.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • El contacto con la naturaleza cambia nuestra percepción del tiempo 28 marzo, 2024
    Investigaciones recientes y en particular un nuevo estudio han demostrado que la naturaleza puede regular nuestro sentido del tiempo: estar en ámbitos naturales puede cambiar la forma en que experimentamos el tiempo y, tal vez, brindarnos la sensación de abundancia de tiempo que las exigencias de la vida contemporánea suelen reducir drásticamente.
    Pablo Javier Piacente
  • El derretimiento de los polos modifica la velocidad a la cual gira la Tierra 28 marzo, 2024
    Un nuevo estudio ha descubierto que la redistribución de la masa procedente del derretimiento del hielo polar está cambiando la velocidad a la que gira nuestro planeta. No se trata de algo anecdótico, ya que modifica la duración del año en la Tierra: los cambios han derivado en que el segundo intercalar previsto para restar […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren el primer hogar del Homo Sapiens fuera de África 28 marzo, 2024
    El primer hogar que acogió al Homo Sapiens cuando emigró de África fue la así llamada Meseta Persa, donde vivió unos 20.000 años e interactuó con los neandertales hasta que oleadas de estas poblaciones se dispersaron y se asentaron por toda Eurasia.
    Redacción T21
  • Los astrónomos observan un misterioso glóbulo cometario vagando por el cosmos 27 marzo, 2024
    Utilizando el Telescopio de rastreo VLT (VST) los científicos han producido una imagen impactante de GN 16.43.7.01, un glóbulo cometario situado a 5.000 años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Escorpio. Se trata de pequeñas y débiles nubes interestelares de gas y polvo cósmico, con una forma similar a la de […]
    Pablo Javier Piacente
  • Sería inminente el hallazgo de vida extraterrestre en Europa, una de las lunas de Júpiter 27 marzo, 2024
    Basado en experimentos recientes, un grupo de científicos determinó en un nuevo estudio que un instrumento en particular a bordo de la futura misión Europa Clipper de la NASA, denominado SUrface Dust Analyzer, era tan sensible que probablemente podría detectar signos de vida extraterrestre en granos individuales de hielo expulsados por Europa, la luna helada […]
    Pablo Javier Piacente
  • ¿La criopreservación es el paso necesario para la resurrección moderna? 27 marzo, 2024
    En España hay cinco casos de personas sometidas a criopreservación después de fallecer, a la espera de que la tecnología permita, tal vez, volverlos a la vida en los años 50 de este siglo.
    José Luis Cordeiro (*)
  • Crean un cerebro fantasma en forma de cubo impreso en 3D 27 marzo, 2024
    Investigadores austriacos han desarrollado un modelo de cerebro impreso en 3D basado en la estructura de las fibras cerebrales visibles mediante imágenes de resonancia magnética. Permite estudiar la compleja red neuronal con una precisión sin precedentes.
    Redacción T21
  • El océano se está desgarrando 26 marzo, 2024
    2.000 terremotos en un día en Canadá insinúan el nacimiento de una nueva corteza oceánica frente a la costa de la isla de Vancouver: está a punto de nacer a través de una ruptura magmática en las profundidades del mar.
    Pablo Javier Piacente
  • Simulan una explosión termonuclear en un superordenador 26 marzo, 2024
    Una simulación por superordenador nos brinda nuevos conocimientos sobre el comportamiento de las estrellas de neutrones: al evocar la explosión termonuclear que tiene lugar cuando estos monstruos cósmicos devoran a otra estrella, los investigadores logran avanzar en la comprensión de los fenómenos más extremos que suceden en el cosmos.
    Pablo Javier Piacente
  • Las matemáticas tienen la clave para erradicar el machismo 26 marzo, 2024
    Las matemáticas demuestran que si una parte significativa de las mujeres de una población (superando el límite del 45%) se comporta solidariamente con otras mujeres (como si fuesen hermanas), el machismo se extingue.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)