Toen het Xochimilco-meer bij Mexico-stad het Texcocomeer was en de Azteken hun eilandhoofdstad Tenochtitlan stichtten in 1325, bloeide een grote watersalamander in het omliggende meer. De axolotl heeft diepe wortels in de Azteekse religie, omdat de god Xolotl, voor wie het dier is genoemd, werd verondersteld te zijn veranderd in een axolotl - hoewel het de Azteken er niet van weerhield om van een geroosterde axolotl te genieten. Het gebruik van axolotl blijft tot op de dag van vandaag voortduren, hoewel de soort in het wild ernstig bedreigd is geraakt.
Het redden van de salamander die de natuur 'de geliefde amfibie van de biologie' noemt, krijgt een speciale betekenis gezien de opmerkelijke eigenschappen van het dier. Axolotls zijn neotenisch, wat betekent dat de amfibieën over het algemeen niet volledig volwassen worden zoals andere soorten salamander, in plaats daarvan hun kieuwen behouden en hun leven onder water leven als een soort juveniel. In zeldzame gevallen, of wanneer gestimuleerd in het laboratorium, zal een axolotl door metamorfose gaan en longen ontwikkelen om zijn kieuwen te vervangen.
Bij deze unieke eigenschappen hoort een opmerkelijk complex genoom, met 32 miljard basenparen vergeleken met ongeveer 3 miljard basenparen in menselijk DNA. De axolotl heeft het grootste genoom ooit volledig gesequenced, voor het eerst voltooid vorig jaar door een team van Europese wetenschappers. De Universiteit van Kentucky, die het axolotl-onderzoek in de Verenigde Staten leidt, heeft vandaag aangekondigd dat onderzoekers de volgorde van hele chromosomen hebben toegevoegd aan de Europese inspanning - "ongeveer duizend maal de lengte van geassembleerde stukken", aldus Jeremiah Smith, een universitair hoofddocent biologie aan de Universiteit van Kentucky. Wetenschappers hopen deze nieuwe gegevens te gebruiken om enkele unieke capaciteiten van de axolotl te benutten.
De axolotl is een salamander met opmerkelijk regeneratievermogen. Het kan zijn staart, ledematen, ruggenmerg teruggroeien - zelfs hun hersenen. (Universiteit van Kentucky) Net als andere salamanders hebben axolotls de mogelijkheid om een volledig ledemaat volledig te regenereren wanneer ze verloren zijn. "Salamanders hebben dit unieke vermogen om bijna alles wat u afsnijdt te regenereren, " zegt Smith. Salamanders kunnen zelfs ruggenmerg, ogen en delen van hun hersenen regenereren.
Hoewel het vermogen om een hele arm te hergroeien voor mensen buiten bereik is, zou het bestuderen van het axolotl-genoom genetische methoden kunnen onthullen voor het regenereren van weefsel dat zou kunnen worden gebruikt in medisch onderzoek. Smith zegt dat de regeneratiemogelijkheden van de axolotl het gebruik van stamcellen met zich meebrengen, evenals een onbekende methode om cellen op de plaats van het letsel te laten terugkeren naar stamcellen.
"Axolotls zijn al meer dan 150 jaar een modelsoort", zegt Smith. De sequencing van dit genoom, het hoogtepunt van tientallen jaren werk voor sommige van de betrokken wetenschappers, vormt een enorme mijlpaal omdat het werk zal toelaten om de specifieke geninteracties aan te scherpen waardoor axolotls ledematen kunnen regenereren. Smith zegt dat zijn team nu samenwerkt met de Europese groep om de genoomassemblage te blijven verbeteren en polijsten.
David Gardiner, hoogleraar biologie aan de Universiteit van Californië, Irvine, die al decennia lang met axolotls werkt en regeneratie bestudeert, zegt dat de genen die regeneratie regelen niet noodzakelijkerwijs uniek zijn voor salamanders.
“Salamanders zijn niet speciaal. Het is niet dat ze speciale regeneratiegenen hebben ”, zegt Gardiner. Hoewel salamanders hun genen anders reguleren dan andere soorten. Het doel is om uiteindelijk een manier te vinden om routes tussen genen te signaleren en het vermogen te activeren om genetisch materiaal en uiteindelijk weefsel te regenereren. Een dergelijk proces zou mogelijk kunnen zijn met behulp van een soort "slim verband" dat bepaalde paden activeert, of door het proces te activeren met een gen-bewerkingsprogramma zoals CRISPR-Cas9.
"Dat zou je echter niet kunnen doen als je niet wist wat die regio's zijn", zegt Gardiner. Hij zegt dat de "enorme inspanning" van Smith en zijn collega's om het genoom te sequencen dit proces kan helpen.
Het onderzoek zal naar verwachting ook het algemene begrip van wetenschappers over genetica bevorderen. "Het zal ons begrip naar het volgende niveau brengen", zegt Gardiner. Als het gaat om regeneratie, zijn wetenschappers geïnteresseerd in hoe sommige genen duizenden basenparen weg kunnen beïnvloeden en er interactie mee hebben.
Drs. Jeramiah Smith en Randal Voss in hun lab aan de Universiteit van Kentucky. (Universiteit van Kentucky) Smith en zijn team hebben al gebruik gemaakt van deze nieuwe genoomkaart door het gen te identificeren dat verantwoordelijk is voor het veroorzaken van een hartafwijking die optreedt bij axolotls. "Ze ontwikkelen hun hart in principe niet goed tijdens het vroege leven", zegt Smith. De kennis van de genen die verantwoordelijk zijn voor dit defect kan wetenschappers helpen begrijpen wat sommige hartproblemen bij mensen kan veroorzaken.
Het werk heeft ook implicaties voor het behoud. Hoewel de axolotl vrij gebruikelijk kan zijn in de laboratoria van een bepaalde subset van genwetenschappers, staat de salamander in het wild in het bijzonder onder grote druk. Toen het Azteekse rijk aan de Spanjaarden viel, veranderden de Europeanen de inheemse metropool in Mexico-stad. Het stedelijk gebied is sindsdien blijven groeien, vaak ten koste van de wetlandhabitat die zich ooit over de vallei van Mexico verspreidde.
Tegenwoordig is Lake Xochimilco een schaduw van Lake Texcoco. Geplaatst in het zuidoosten van Mexico-stad. Het gebied is populair bij toeristen en weekenders uit de stad die boten huren in het kanaalgebied. Volgens de Internationale Unie voor natuurbehoud bedreigen stedelijke watervervuiling, commerciële ontwikkeling, jacht, klimaatverandering en invasieve soorten de resterende wilde axolotl-populatie in de kanalen van het Xochimilco-meer.
Luis Zambrano, een bioloog aan de Nationale Autonome Universiteit van Mexico die met axolotls werkt, zegt dat genoomwerk het belang van het behoud van amfibieën in het wild vergroot.
"Axolotls kunnen overleven in tanks, maar de variatie kan worden verkleind naarmate het aantal populaties en de oorsprong beperkt zijn, " zegt Zambrano in een e-mail. "Generieke variatie van de wilde populaties [is] zeer belangrijk geworden als we dit salamandergenoom willen gebruiken als een systeem dat de gezondheid van de mens kan helpen. "
De Azteken wisten van de regeneratieve kracht van de axolotl en ze schreven het toe aan krachten die Xolotl bezat. Het grootste obstakel om het geheim van dit schijnbaar goddelijke vermogen echt te begrijpen, is de bedreiging die we vormen voor het dier waarvan we hopen te leren.
