Kiedy jezioro Xochimilco w pobliżu Meksyku było jeziorem Texcoco, a Aztekowie założyli stolicę wyspy Tenochtitlan w 1325 roku, duża salamandra wodna rozkwitała w otaczającym jeziorze. Aksolotl ma głębokie zakorzenienie w religii azteckiej, ponieważ uważano, że bóg Xolotl, od którego pochodzi to zwierzę, przekształcił się w aksolotl - chociaż nie przeszkadzało to Aztekom od czasu do czasu cieszyć się pieczonym aksolotlem. Zwyczaj spożywania aksolotlu trwa do dziś, chociaż gatunek stał się w stanie krytycznym zagrożony na wolności.
Uratowanie salamandry, którą Natura nazywa „ukochanym płazem biologii”, ma szczególne znaczenie, biorąc pod uwagę niezwykłe cechy zwierzęcia. Aksolotle są neoteniczne, co oznacza, że płazy na ogół nie w pełni dojrzewają jak inne gatunki salamandry, zamiast tego zachowują swoje skrzela i żyją pod wodą jako rodzaj młodocianego. W rzadkich przypadkach lub po pobudzeniu w laboratorium aksolotl przechodzi metamorfozę i rozwija płuca, aby zastąpić skrzela.
Tym unikalnym cechom towarzyszy niezwykle złożony genom z 32 miliardami par zasad w porównaniu z około 3 miliardami par zasad w ludzkim DNA. Aksolotl ma największy genom, jaki kiedykolwiek w pełni zsekwencjonowano, po raz pierwszy ukończony w zeszłym roku przez zespół europejskich naukowców. University of Kentucky, który kieruje badaniami nad aksolotlem w Stanach Zjednoczonych, ogłosił dziś, że naukowcy dodali sekwencjonowanie całych chromosomów do europejskiego wysiłku - „według Jeremiasza Smitha, „ około tysiąckrotnie większa długość zmontowanych elementów ” profesor biologii na University of Kentucky. Naukowcy mają nadzieję wykorzystać te nowe dane, aby wykorzystać niektóre z unikalnych zdolności aksolotla.
Aksolotl to salamandra o niezwykłej zdolności do regeneracji. Może odrastać ogonem, kończynami, rdzeniem kręgowym - nawet ich mózgami. (University of Kentucky) Podobnie jak inne salamandry, aksolotle mogą całkowicie zregenerować całą kończynę, gdy zostaną utracone. „Salamandry mają tę wyjątkową zdolność do regeneracji prawie wszystkiego, co odetniesz”, mówi Smith. Salamandry mogą nawet regenerować rdzenie kręgowe, oczy i części mózgu.
Podczas gdy zdolność odrodzenia całego ramienia jest niedostępna dla ludzi, badanie genomu aksolotlu może ujawnić genetyczne metody regeneracji tkanek, które można by wykorzystać w badaniach medycznych. Smith twierdzi, że zdolności regeneracyjne aksolotlu obejmują wykorzystanie komórek macierzystych, a także nieznaną metodę powodowania powrotu komórek w miejscu uszkodzenia do komórek macierzystych.
„Aksolotle są gatunkiem modelowym od ponad 150 lat”, mówi Smith. Sekwencjonowanie tego genomu, będące zwieńczeniem dziesięcioleci pracy niektórych zaangażowanych naukowców, stanowi ogromny kamień milowy, ponieważ pozwoli na dopracowanie określonych interakcji genów, które pozwalają aksolotlom na regenerację kończyn. Smith mówi, że jego zespół pracuje teraz z grupą europejską, aby nadal ulepszać i dopracowywać zespół genomu.
David Gardiner, profesor biologii na University of California Irvine, który od dziesięcioleci pracuje z aksolotlami i studiuje regenerację, mówi, że geny kontrolujące regenerację niekoniecznie są unikalne dla salamandrów.
„Salamandry nie są wyjątkowe. Nie chodzi o to, że mają specjalne geny regeneracyjne - mówi Gardiner. Chociaż salamandry regulują swoje geny inaczej niż inne gatunki. Celem jest ostatecznie znalezienie sposobu sygnalizowania ścieżek między genami i aktywowania zdolności do regeneracji materiału genetycznego i ostatecznie tkanki. Taki proces mógłby być możliwy przy użyciu rodzaju „inteligentnego bandaża”, który aktywuje określone szlaki, lub poprzez uruchomienie procesu za pomocą narzędzia do edycji genów, takiego jak CRISPR-Cas9.
Jednak „nie można tego zrobić, jeśli nie wiesz, czym są te regiony”, mówi Gardiner. Mówi, że „herculeański wysiłek” Smitha i jego kolegów w celu sekwencjonowania genomu pomoże w tym procesie.
Oczekuje się również, że badania przyczynią się do lepszego zrozumienia przez naukowców genetyki w ogóle. „Przeniesie nasze zrozumienie na wyższy poziom”, mówi Gardiner. Jeśli chodzi o regenerację, naukowcy są zainteresowani tym, w jaki sposób niektóre geny mogą wpływać i oddziaływać z innymi w odległości tysięcy par zasad.
Dr. Jeramiah Smith i Randal Voss w swoim laboratorium na University of Kentucky. (University of Kentucky) Smith i jego zespół wykorzystali już tę nową mapę genomu, identyfikując gen odpowiedzialny za spowodowanie defektu serca występującego wśród aksolotli: „Zasadniczo nie rozwijają prawidłowo swoich serc we wczesnym okresie życia” - mówi Smith. Znajomość genów odpowiedzialnych za tę wadę może pomóc naukowcom zrozumieć, co może powodować pewne problemy z sercem u ludzi.
Praca ma również wpływ na ochronę. Podczas gdy aksolotl może być dość powszechny w laboratoriach pewnej podgrupy naukowców zajmujących się genami, salamandra jest w rzeczywistości pod dużą presją w swoim szczególnym środowisku na wolności. Kiedy imperium Azteków spadło na Hiszpanów, Europejczycy przekształcili rdzenną metropolię w Mexico City. Od tego czasu obszar miejski stale się rozwija, często kosztem siedlisk podmokłych, które kiedyś rozprzestrzeniły się w Dolinie Meksyku.
Dziś jezioro Xochimilco jest cieniem jeziora Texcoco. Umieszczony na południowy wschód od Mexico City. Obszar ten jest popularny wśród turystów i weekendowiczów z miasta, którzy wynajmują łodzie w okolicy kanału. Według Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody zanieczyszczenie wód miejskich, rozwój komercyjny, łowiectwo, zmiany klimatu i gatunki inwazyjne stanowią zagrożenie dla pozostałej dzikiej populacji aksolotli w kanałach jeziora Xochimilco.
Luis Zambrano, biolog z National Autonomous University of Mexico, który pracuje z aksolotlami, mówi, że praca nad genomem zwiększa znaczenie ochrony płazów na wolności.
„Aksolotle mogą przetrwać w zbiornikach, ale ich zmienność można zmniejszyć, ponieważ liczba populacji i pochodzenie są ograniczone”, mówi Zambrano w e-mailu. „Ogólna odmiana dzikich populacji [stała się] bardzo ważna, jeśli chcemy użyć tego genomu salamandra jako system mogący pomóc zdrowiu ludzkiemu. ”
Aztekowie wiedzieli o regeneracyjnej mocy aksolotla i przypisywali ją mocom nasyconym przez Xolotl. Największą przeszkodą dla prawdziwego zrozumienia tajemnicy tej pozornie boskiej zdolności jest zagrożenie, jakie stwarzamy dla tego zwierzęcia, od którego mamy nadzieję się uczyć.
