Un estudio ha identificado un mecanismo clave mediante el cual las plantas activan su respuesta al estrés ante condiciones ambientales adversas como la sequía o la salinidad. El hallazgo revela que una variante específica de proteína histona, denominada H3.14, detiene el crecimiento celular y activa genes de respuesta al estrés en momentos críticos.

Durante las primeras horas de exposición al estrés, esta variante epigenética actúa en células específicas de la raíz de la planta Arabidopsis thaliana, modelo habitual en investigación vegetal por su genoma pequeño y ciclo vital corto. La acción de H3.14 permite a la planta ajustar la expresión genética en tiempo real sin necesidad de modificar el ADN, reorganizando el “paisaje epigenético” del genoma.

Regulación transitoria y localizada

El estudio ha mostrado que la histona H3.14 se activa de forma transitoria y precisa en una zona concreta de la raíz, conocida como zona de transición, responsable de percibir los cambios en el entorno. Esta activación detiene el crecimiento y, simultáneamente, pone en marcha los mecanismos de defensa.

Mediante técnicas de análisis genético, imagen, genómica y expresión génica, los investigadores han constatado que la ausencia de H3.14 impide activar correctamente la respuesta al estrés, mientras que su exceso bloquea el crecimiento incluso en ausencia de condiciones adversas.

La incorporación de H3.14 se localiza en regiones del genoma llamadas promotores y extremos de los genes. Según el estudio, esta proteína actúa con tres patrones distintos: activa genes de respuesta al estrés, reprime genes que favorecen el crecimiento y mantiene funciones básicas esenciales. Esta versatilidad permite ajustar con precisión la actividad genética ante cambios ambientales.

Un centro de control en la raíz

Los resultados subrayan el papel de la zona de transición de la raíz como centro de control clave para la adaptación al entorno. Al detectar condiciones desfavorables, esta zona reprograma el crecimiento mediante mecanismos epigenéticos, priorizando la supervivencia.

El estudio sugiere que comprender estas respuestas podría ser útil para el desarrollo de estrategias agrícolas que aumenten la resistencia de los cultivos a factores estresantes, especialmente en un contexto de cambio climático. Asimismo, plantea que variantes similares a la H3.14 podrían existir en otras especies, incluida la humana, aunque sus funciones siguen siendo desconocidas.

El estudio, publicado en Developmental Cell, ha sido realizado por el equipo del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM, CSIC-UAM), con la colaboración de otras instituciones científicas.