Así funciona la memoria de las plantas

Se dieron a conocer como los agentes infecciosos de las vacas locas, pero los priones se han revelado después como unos componentes esenciales de todo tipo de células, y con unas propiedades evolutivas bien singulares: encarnan una especie de memoria de las condiciones ambientales que se transmite entre generaciones sin necesidad de implicar a los genes. Son pura proteína. El equipo de Susan Lindquist, una de las mayores expertas en estos asombrosos agentes biológicos, los ha descubierto ahora en las plantas, y en plena acción: guardando la memoria del frío en las flores de la descendencia.

Los agentes infecciosos convencionales –virus, bacterias, hongos— son infecciosos porque tienen genes (ADN o ARN), que son moléculas informativas capaces de sacar copias de sí mismas. Un prion es una mera proteína, no tiene genes, pero es capaz de infectar por una razón radicalmente distinta: la proteína puede adoptar dos formas, inocua e infecciosa, y la forma inocua se convierte en infecciosa cuando toca a otro prion infeccioso. Lo que se propaga no es una cosa, sino la forma de una cosa.

La razón por la que los priones pueden actuar como sistemas de memoria es en realidad la misma que los convierte en ocasiones en agentes patógenos. Cierta condición ambiental (el frío, por ejemplo) modifica la forma de un prion, y esta forma se propaga a los demás priones del mismo tipo, formando una estructura polimérica (compuesta por muchos priones del mismo tipo) que resulta muy estable a lo largo del tiempo o de las generaciones. Esto, que resulta un desastre en el caso de las vacas locas (y otras formas de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob), supone un eficaz mecanismo de adaptación al entorno en condiciones normales.

Lindquist, una brillante genetista del MIT (Massachusetts Institute of Technology, en Boston), ha investigado a fondo los priones de la levadura, un sistema modelo con enormes ventajas técnicas, y gracias a ello ha podido definir unas características comunes a todos los priones que, ahora, puede reconocer un ordenador explorando los genomas de otras especies. De este modo, ha descubierto unas 500 proteínas de plantas que tienen las características definitorias de los priones. Presenta su investigación en PNAS junto a colegas del MIT y otros centros de Boston.

La razón por la que los priones pueden actuar como sistemas de memoria es en realidad la misma que los convierte en ocasiones en agentes patógenos

“Las plantas forman memorias que registran la exposición previa a la sequía, el calor, el frío prolongado y los agentes patógenos”, explica Lindquist. “Por ejemplo, la memoria de la hibernación, conocida como vernalización, se forma tras una exposición prolongada al frío, y luego promueve la floración en primavera; esta memoria puede persistir en una planta criada a partir de un esqueje que, en sí mismo, nunca ha estado expuesto al frío”.

Es significativo que muchos de los 500 priones recién descubiertos en plantas tengan funciones relacionadas de un modo u otro con la floración. Lindquist y sus colegas han estudiado a fondo uno de ellos, cuyo gen ya era conocido por los genetistas de plantas. Se llama luminidependens (porque responde a la luz) y, según las sofisticadas pruebas que Lindquist ha puesto a punto en la levadura, es un prion de manual. De hecho, funciona a la perfección como un prion en la levadura.

“Es interesante reparar”, comenta Lindquist, “en que, a mediados del siglo XX, algunos científicos soviéticos usaron el fenómeno de la vernalización como un fuerte argumento contra el concepto de herencia basado en los genes; resulta irónico que el concepto de vernalización pueda tener, después de todo, un elemento heredable que no es de ADN y está implicado en su perpetuación”.

Ironías aparte, Lindquist está convencida de que el mundo de los priones no ha hecho aún más que asomar la cabeza, y que un gran cuerpo de conocimiento está ahí debajo esperando a ser descubierto. Y no necesariamente por los rusos.