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May 26, 2023

Mecanismo de remodelación de cromatina descubierto en Arabidopsis

Arabidopsis thaliana [Laboratorio Martienssen/Laboratorio Cold Spring Harbor] Los hallazgos sobre la herencia epigenética que tiene lugar en las plantas pueden tener implicaciones para la agricultura, el suministro de alimentos,

Arabidopsis thaliana [laboratorio Martienssen/Laboratorio Cold Spring Harbor]

Los hallazgos sobre la herencia epigenética que tiene lugar en las plantas pueden tener implicaciones para la agricultura, el suministro de alimentos y el medio ambiente. Ahora, una nueva investigación ha descubierto un mecanismo clave en la remodelación de la cromatina en Arabidopsis. Los hallazgos muestran que la DISMINUCIÓN de la METILACIÓN 1 del ADN (DDM1) promueve la sustitución de la variante de histona H3.3 por H3.1 en la heterocromatina y que la deposición de H3.3 previene la metilación del ADN de la heterocromatina en mutantes ddm1.

Esta investigación se publica en Cell en el artículo "La remodelación de la cromatina de las variantes de histona H3 por DDM1 subyace a la herencia epigenética de la metilación del ADN".

Rob Martienssen, PhD, y Leemor Joshua-Tor, PhD, ambos profesores del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) e investigadores del HHMI, han estado investigando cómo las plantas transmiten los marcadores que mantienen inactivos a los transposones. Una forma de silenciar los transposones y proteger el genoma es mediante la metilación.

Martienssen y Joshua-Tor ahora muestran cómo la remodelación de la proteína DDM1 promueve la deposición de H3.1 H2A.W y la metilación del ADN. Las células vegetales necesitan DDM1 porque su ADN está estrechamente empaquetado. "Pero eso bloquea el acceso al ADN de todo tipo de enzimas importantes", explicó Martienssen. Antes de que pueda ocurrir la metilación, “hay que quitar o deslizar las histonas fuera del camino”.

Martienssen, junto con el ex colega de CSHL Eric Richards, PhD, que ahora es profesor en el Instituto Boyce Thompson, descubrieron por primera vez el DDM1 hace 30 años. Martienssen compara el movimiento de la proteína con un yo-yo deslizándose a lo largo de una cuerda. Las histonas “pueden moverse hacia arriba y hacia abajo en el ADN, exponiendo partes del ADN a la vez, pero nunca cayendo”, explicó.

Los experimentos también revelaron cómo la afinidad de DDM1 por ciertas histonas preserva los controles epigenéticos a través de generaciones. El equipo demostró que una histona que se encuentra sólo en el polen es resistente al DDM1 y actúa como marcador de posición durante la división celular. "Recuerda dónde estaba la histona durante el desarrollo de la planta y retiene esa memoria en la siguiente generación", dijo Martienssen.

Puede que las plantas no estén solas aquí. Los humanos también dependen de proteínas similares a DDM1 para mantener la metilación del ADN. El nuevo descubrimiento puede ayudar a explicar cómo esas proteínas mantienen nuestros genomas funcionales e intactos.