Amikor a Mexikóváros melletti Xochimilco-tó a Texcocói-tó volt, és az aztékok 1325-ben alapították szigetük fővárosa Tenochtitlanot, egy nagy vízi szalamandra virágzott a környező tóban. Az axolotl mélyen gyökerezik az azték vallásban, mivel a Xolotl istennek, akinek az állatot elnevezték, azt hitték, hogy átalakult axolotlmá - bár ez nem akadályozta meg az aztékok, hogy időről időre élvezzék egy pörkölt axolotl-t. Az axolotl étkezési szokása a mai napig folytatódik, bár a faj vadonban kritikusan veszélybe került.
A szalamandra megmentése, amelyet a természet „biológia szeretett kétéltűjének” nevez, különleges jelentőséggel bír, tekintettel az állat figyelemre méltó tulajdonságaira. Az axolotlok neotenek, vagyis a kétéltűek általában nem teljesen érenek, mint a szalamandra más fajai, ehelyett megtartják kopoltyújukat, és egyfajta fiatalkorként élnek víz alatt. Ritka esetekben, vagy amikor a laboratóriumban stimulálják, az axolotl metamorfózison megy keresztül, és tüdőben fejleszti meg a kopoltyúkat.
Ezen egyedi tulajdonságok kíséretében rendkívül összetett genom van, 32 milliárd bázispárral, szemben az emberi DNS körülbelül 3 milliárd bázispárjával. Az axolotl a legnagyobb genom, amelyet valaha teljesen szekvenáltak, először tavaly készítették el egy európai tudósok csoportja. A Kentucky Egyetem, amely az axolotl kutatást vezet az Egyesült Államokban, ma bejelentette, hogy a kutatók egész kromoszómák szekvenálását adták az európai erőfeszítéshez - „összeszerelt darabok mintegy ezerszeres növekedése” - mondta Jeremiah Smith, biológiai professzor a Kentucky Egyetemen. A tudósok remélik, hogy ezt az új adatot felhasználják az axolotl egyedi képességeinek kiaknázására.
Az axolotl szalamandra rendkívüli regenerációs képességgel rendelkezik. Megújulhat a farka, a végtagok, a gerincvelő - még az agyuk is. (Kentucky Egyetem) Mint más szalamandra, az axolotls képessé teszi az egész végtag regenerálódását, amikor elveszik. "A salamandóknak ez az egyedülálló képességük szinte bármi regenerálódik, amit elvágtál" - mondja Smith. A salamandrák akár a gerincvelőket, a szemet és az agy részeit is regenerálhatják.
Miközben az egész kar újratelepítési képessége az emberek számára nem elérhető, az axolotl genom tanulmányozása feltárhatja a szövet regenerálódásának genetikai módszereit, amelyek felhasználhatók az orvosi kutatásokban. Smith szerint az axolotl regenerációs képessége magában foglalja őssejtek alkalmazását, valamint egy ismeretlen módszert, amellyel a sérülés helyén a sejtek visszatérhetnek az őssejtekbe.
„Az Axolotls több mint 150 éve példafaj volt” - mondja Smith. Ennek a genomnak a szekvenálása, az érintett tudósok néhány évtizedes munkájának csúcspontja, óriási mérföldkövet jelent, mivel ez lehetővé teszi a munka behatolását a specifikus génkölcsönhatásokba, amelyek lehetővé teszik az axolotlok végtagok regenerálódását. Smith szerint a csapata most együttműködik az európai csoporttal a genomgyűjtemény továbbfejlesztése és csiszolása érdekében.
David Gardiner, a kaliforniai Irvine Egyetem biológiai professzora, aki évtizedek óta dolgozik az axolotlokkal és tanulmányozza a regenerációt, azt mondja, hogy a regenerációt irányító gének nem feltétlenül egyediek a szalamandra.
- A szalamandra nem különösek. Nem az, hogy különleges regenerációs génekkel rendelkeznek ”- mondja Gardiner. Bár a szalamandrák a géneket más fajoktól eltérően szabályozzák. A cél az, hogy végül megtalálják a gének közötti utak jelzésének módját, és aktiválják a genetikai anyag és végül a szövet regenerálódásának képességét. Ez a folyamat lehetséges egyfajta „intelligens kötszer” használatával, amely bizonyos útvonalakat aktivál, vagy ha a folyamatot egy génszerkesztő eszközzel, például CRISPR-Cas9 indíthatja el.
Azonban "ezt nem teheted, ha nem tudod, mi ezek a régiók" - mondja Gardiner. Azt állítja, hogy Smith és kollégái „gennyes erőfeszítései” a genom szekvenálására segítik ezt a folyamatot.
A kutatások várhatóan elősegítik a tudósok általános genetikai ismereteit is. "Ez megérti a megértést a következő szintre" - mondja Gardiner. Amikor a regenerációról van szó, a tudósokat érdekli, hogy egyes gének hogyan tudnak befolyásolni és másokkal kölcsönhatásba léphetnek másokkal ezer bázispár távolságra.
Dr.. Jeramiah Smith és Randal Voss a Kentucky Egyetem laboratóriumában. (Kentucky Egyetem) Smith és csapata már felhasználta ezt az új genomtérképet azáltal, hogy azonosította a gélt, amely az axolotlok között fellépő szívhiányért felelős. "Alapvetően nem fejlik ki megfelelően a szívüket a korai életkorban" - mondja Smith. Az e hibáért felelős gének ismerete segíthet a tudósoknak megérteni, mi okozhat bizonyos szívproblémákat az emberekben.
A munka a megőrzésre is kihat. Noha az axolotl meglehetősen gyakori a géntudósok egy bizonyos részének laboratóriumaiban, a szalamandra valójában nagy nyomás alatt van a vadon élő egyedi szokásos élőhelye. Amikor az azték birodalom a spanyolok közé esett, az európaiak átalakították az őslakos metropolit Mexikóvárossá. A városi terület azóta tovább terjeszkedik, gyakran a mexikói völgy átterjedt vizes élőhelyének rovására.
Ma a Xochimilco-tó a Texcoco-tó árnyéka. Mexikóváros délkeleti részén helyezkedik el. A környék népszerű a turisták és a városba tartozó gyomlósok körében, akik csónakot kölcsönöznek a csatorna területén. A Nemzetközi Természetvédelmi Szövetség szerint a városi vízszennyezés, a kereskedelem fejlesztése, a vadászat, az éghajlatváltozás és az invazív fajok mind veszélyeztetik a Xochimilco-tó csatornáin fennmaradó vadon élő axolotl populációt.
Luis Zambrano, a Mexikói Nemzeti Autonóm Egyetem biológusa, aki axolotlokkal dolgozik, azt állítja, hogy a genommunka növeli a kétéltűek természetbeni megőrzésének fontosságát.
„Az axolotlok tankokban is életben maradhatnak, de a variáció csökkenthető, mivel a populáció száma és eredete korlátozott." - mondja Zambrano egy e-mailen. mint olyan rendszer, amely képes segíteni az emberi egészséget. ”
Az aztékok tudták az axolotl regeneráló erejét, és a Xolotl által átitatott hatalmaknak tulajdonították. Most a látszólag isteni képesség titka valódi megértésének legnagyobb akadálya az a veszély, amelyet azt az állatot jelentünk, amelyből reméljük, hogy tanulhatunk.
