Când Lacul Xochimilco, în apropierea orașului Mexico, era Lacul Texcoco, iar aztecii și-au întemeiat capitala insulei Tenochtitlan în 1325, o salamandră acvatică mare a prosperat în lacul din jur. Axolotl are rădăcini adânci în religia aztecă, așa cum se credea că zeul Xolotl, pentru care este numit animalul, s-a transformat într-un axolotl - deși nu a împiedicat aztecii să se bucure de un axolotl prăjit din când în când. Obiceiul de a mânca axolotl continuă până în ziua de azi, deși specia a devenit în pericol critic în sălbăticie.
Salvarea salamandrei pe care Natura a numit-o „amfibianul iubit al biologiei” are o semnificație specială, având în vedere trăsăturile remarcabile ale animalului. Axolotilii sunt neotenici, ceea ce înseamnă că, în general, amfibienii nu se maturizează pe deplin ca și alte specii de salamandre, în schimb își păstrează branhiile și își trăiesc viața sub apă ca un fel de puiet. În rare ocazii sau când este stimulat în laborator, un axolotl va trece prin metamorfoză și va dezvolta plămâni care să-i înlocuiască branhiile.
Însoțirea acestor trăsături unice este un genom remarcabil de complex, cu 32 de miliarde de perechi de baze, comparativ cu aproximativ 3 miliarde de perechi de baze în ADN-ul uman. Axolotl are cel mai mare genom complet secvențiat vreodată, completat prima dată anul trecut de o echipă de oameni de știință europeni. Universitatea din Kentucky, care conduce cercetările cu axolotl în Statele Unite, a anunțat astăzi că cercetătorii au adăugat secvențierea cromozomilor întregi la efortul european - „aproximativ o creștere de o mie de ori a lungimii pieselor asamblate”, potrivit lui Jeremiah Smith, profesor asociat de biologie la Universitatea din Kentucky. Oamenii de știință speră să folosească aceste noi date pentru a valorifica unele dintre abilitățile unice ale axolotlului.
Axolotl este o salamandră cu o capacitate remarcabilă de regenerare. Își poate regăsi coada, membrele, măduva spinării - chiar și creierul lor. (Universitatea din Kentucky) Ca și alte salamandre, axolotlele au capacitatea de a regenera complet un întreg membru atunci când sunt pierdute. „Salamandrele au această capacitate unică de a regenera aproape orice le-ai tăiat”, spune Smith. Salamandrele pot regenera chiar măduva spinării, ochii și părțile creierului lor.
În timp ce abilitatea de a regăsi un întreg braț este la îndemâna oamenilor, studierea genomului axolotl ar putea dezvălui metode genetice de regenerare a țesutului care ar putea fi utilizate în cercetarea medicală. Smith spune că capacitățile de regenerare ale axolotl-ului implică utilizarea celulelor stem, precum și o metodă necunoscută de a determina celulele de la locul accidentării să revină la celulele stem.
"Axolotlele sunt o specie model de peste 150 de ani", spune Smith. Secvențializarea acestui genom, culmea a zeci de ani de muncă pentru unii dintre oamenii de știință implicați, reprezintă o etapă uriașă, deoarece va permite lucrării să se perfecționeze asupra interacțiunilor genice specifice care permit axolotilor să regenereze membrele. Smith spune că echipa sa lucrează acum cu grupul european pentru a continua îmbunătățirea și lustruirea ansamblului genomului.
David Gardiner, profesor de biologie la Universitatea din California Irvine, care a lucrat cu axolotli și a studiat regenerarea de zeci de ani, spune că genele care controlează regenerarea nu sunt neapărat unice pentru salamandre.
„Salamandrele nu sunt speciale. Nu este că au gene speciale de regenerare ”, spune Gardiner. Deși salamandrele își reglează genele diferit de alte specii. Obiectivul este de a găsi în cele din urmă o modalitate de a semnala căile dintre gene și de a activa capacitatea de a regenera materialul genetic și în cele din urmă țesutul. Un astfel de proces ar putea fi posibil folosind un tip de „bandaj inteligent” care activează anumite căi sau prin declanșarea procesului cu un instrument de editare a genelor, cum ar fi CRISPR-Cas9.
Cu toate acestea, „nu ai putea face asta dacă nu ai ști ce sunt acele regiuni”, spune Gardiner. El spune ca "efortul herculean" de Smith si colegii sai de a secventa genomul va ajuta la mutarea acestui proces.
Cercetarea este de asemenea de așteptat să promoveze înțelegerea oamenilor de știință despre genetică. „Ne va duce înțelegerea la nivelul următor”, spune Gardiner. Când vine vorba de regenerare, oamenii de știință sunt interesați de modul în care unele gene pot afecta și interacționa cu alte mii de perechi de baze distanță.
Doctorii. Jeramiah Smith și Randal Voss la laboratorul lor de la Universitatea din Kentucky. (Universitatea din Kentucky) Smith și echipa sa au folosit deja această nouă hartă a genomului, identificând gena responsabilă de producerea unui defect cardiac care apare între axolotli. „Practic nu își dezvoltă inima corect în timpul vieții timpurii, ” spune Smith. Cunoașterea genelor responsabile de acest defect poate ajuta oamenii de știință să înțeleagă ce poate provoca unele probleme cardiace la om.
Lucrarea are, de asemenea, implicații asupra conservării. În timp ce axolotl poate fi destul de comun în laboratoarele unui anumit subset de oameni de știință genică, salamandra este de fapt sub multă presiune în habitatul său singular în sălbăticie. Când Imperiul Aztecă a căzut în Spania, europenii au transformat metropola autohtonă în Mexico City. Zona urbană a continuat să se extindă de atunci, de multe ori în detrimentul habitatului umed care s-a răspândit odată pe Valea Mexicului.
Astăzi, Lacul Xochimilco este o umbră a lacului Texcoco. Poziționat la sud-estul orașului Mexico. Zona este populară cu turiștii și weekend-urile din oraș care angajează bărci în zona canalului. Potrivit Uniunii Internaționale pentru Conservarea Naturii, poluarea apei urbane, dezvoltarea comercială, vânătoarea, schimbările climatice și speciile invazive amenință toate populația sălbatică rămasă din axolotul din canalele lacului Xochimilco.
Luis Zambrano, biolog la Universitatea Națională Autonomă din Mexic, care lucrează cu axolotli, spune că munca genomului sporește importanța conservării amfibienilor în sălbăticie.
"Axolotlii pot supraviețui în tancuri, dar variația sa poate fi redusă pe măsură ce numărul populației și originile sunt restrânse", spune Zambrano într-un e-mail. ca un sistem capabil să ajute sănătatea umană.
Aztecii știau despre puterea regenerativă a axolotlului și o atribuiau puterilor imitate de Xolotl. Acum, cel mai mare obstacol în a înțelege cu adevărat secretul acestei abilități aparent divine este amenințarea pe care o reprezentăm asupra propriului animal din care sperăm să învățăm.
