La estructura básica encargada de empaquetar el DNA eucariótico es el nucleosoma, unidad que se repite compuesta de cuatro tipos distintos de histonas: H3, H4, H2A y H2B. Esta estructura de organización, aparentemente sencilla, implica una importante versatilidad por la existencia de distintas variantes histónicas y por la diversidad de modificaciones postraducionales presentes en estas histonas que ayudan a configurar un complejo panorama epigenético en el genoma eucariótico.

La histona H3 tiene dos variantes principales, H3.1 y H3.3, que muestran diferentes patrones de localización genómica de los animales, aunque se desconocía hasta ahora su función en plantas. Mediante las técnicas de Inmunoprecipitación de Cromatina y posterior secuenciación masiva de las regiones del DNA unidas específicamente a una u otra histona H3, hemos perfilado el patrón de deposición de las variantes H3.1 y H3.3 en el genoma de la planta Arabidopsis thaliana. Hemos demostrado que la localización de estas variantes muestra gran similitud entre plantas y los animales, aunque también presenta características únicas del reino vegetal. Así, la variante histónica H3.1 está enriquecida en áreas del genoma asociadas a silenciamiento génico, incluyendo las regiones de la cromatina que contienen la marca epigenética represora de la metilación de H3 en la lisina 27 (H3K27), la metilación de H3 en la lisina 9 (H3K9), y la metilación global del ADN. En contraste, H3.3 está enriquecida en los genes transcripcionalmente activos, especialmente con picos máximos en el extremo 3' de los genes, y su presencia se correlaciona con modificaciones de las histonas asociadas con la activación de genes, tales como la metilación de H3 en la lisina 4 (H3K4) y la ubiquitinación de H2B, así como la ocupación de la RNA polimerasa Pol II. Resulta sorprendente el hecho de que, tanto H3.1 como H3.3 se enriquecieron en los orígenes de replicación previamente definidos en Arabidopsis, al igual que ocurre con la densidad total de nucleosomas, lo que sugiere una característica novedosa de los orígenes de la planta.

Los resultados presentados son consistentes con la hipótesis de que en Arabidopsis la histona H3.1 actúa como la histona canónica que se incorpora durante la replicación del DNA, mientras que histona H3.3 actúa como la variante de reemplazo que se puede incorporar fuera de la fase S del ciclo celular durante procesos que requieren del una disrupción de la cromatina como la transcripción.

En conjunto los resultados ayudan a entender la complejidad los mecanismos de regulación epigenética y a comprender cómo estos mecanismos operan en plantas.