Da Lake Xochimilco i nærheten av Mexico City var Lake Texcoco, og aztekerne grunnla øya hovedstaden Tenochtitlan i 1325, trivdes en stor vannlevende salamander i den omliggende innsjøen. Axolotl har dype røtter i aztekisk religion, som guden Xolotl, som dyret er kalt for, antas å ha forvandlet seg til en axolotl - selv om det ikke hindret aztekerne i å glede seg over en stekt aksolotl fra tid til annen. Skikken med å spise axolotl fortsetter til i dag, selv om arten har blitt kritisk truet i naturen.
Å redde salamander som naturen kalte “biologiens elskede amfibie” får en spesiell betydning gitt dyrets bemerkelsesverdige egenskaper. Axolotls er neoten, noe som betyr at amfibiene vanligvis ikke modnes helt som andre arter av salamander, i stedet beholder gjellene sine og lever livet ut under vann som en slags ungfugl. I sjeldne tilfeller, eller når den stimuleres i laboratoriet, vil en axolotl gå gjennom metamorfose og utvikle lunger for å erstatte gjellene.
Akkompagnement av disse unike egenskapene er et bemerkelsesverdig sammensatt genom, med 32 milliarder basepar sammenlignet med omtrent 3 milliarder basepar i humant DNA. Axolotl har det største genomet som noensinne er fullstendig sekvensert, først fullført i fjor av et team av europeiske forskere. University of Kentucky, som leder aksolotl-forskning i USA, kunngjorde i dag at forskere har lagt sekvenseringen av hele kromosomer til den europeiske innsatsen - “omtrent tusen ganger økning i lengden på samlet stykker, ” ifølge Jeremiah Smith, en førsteamanuensis i biologiprofessor ved University of Kentucky. Forskere håper å bruke disse nye dataene for å utnytte noen av axolotls unike evner.
Axolotl er en salamander med bemerkelsesverdig kapasitet for regenerering. Det kan vokse opp halen, lemmene, ryggmargen - til og med hjernen deres. (University of Kentucky) I likhet med andre salamandere har aksolotler evnen til å regenerere en hel lem helt når de går tapt. "Salamanders har denne unike evnen til å regenerere nesten alt du kutter dem, " sier Smith. Salamandere kan til og med regenerere ryggmarger, øyne og deler av hjernen.
Mens muligheten til å gro igjen en hel arm er utenfor rekkevidde for mennesker, kan det å studere axolotlgenomet avsløre genetiske metoder for å regenerere vev som kan brukes i medisinsk forskning. Smith sier at axolotls regenereringsevner innebærer bruk av stamceller, samt en ukjent metode for å forårsake at celler på skadestedet vender tilbake til stamceller.
"Axolotls har vært en modellart i over 150 år, " sier Smith. Sekvenseringen av dette genomet, kulminasjonen på flere tiår med arbeid for noen av forskerne som er involvert, representerer en enorm milepæl, ettersom det vil tillate arbeid å finpusse på de spesifikke geninteraksjonene som gjør at aksolotler kan gjenopprette lemmene. Smith sier at teamet hans nå samarbeider med den europeiske gruppen for å fortsette å forbedre og polere genomsamlingen.
David Gardiner, en biologiprofessor ved University of California Irvine som har jobbet med aksolotler og studert regenerering i flere tiår, sier at genene som kontrollerer regenerering ikke nødvendigvis er unike for salamandere.
“Salamandere er ikke spesielle. Det er ikke slik at de har spesielle regenereringsgener, sier Gardiner. Selv om salamandere regulerer genene sine forskjellig fra andre arter. Målet er å etter hvert finne en måte å signalisere stier mellom gener og aktivere evnen til å regenerere genetisk materiale og til slutt vev. En slik prosess kan være mulig ved bruk av en type "smart bandasje" som aktiverer visse veier, eller ved å utløse prosessen med et genredigeringsverktøy som CRISPR-Cas9.
Imidlertid, "du kunne ikke gjort det hvis du ikke visste hva disse regionene er, " sier Gardiner. Han sier at "herculean innsats" av Smith og hans kolleger for å sekvensere genomet vil bidra til å fortsette denne prosessen.
Forskningen forventes også å fremme forskernes forståelse av genetikk for øvrig. "Det vil ta vår forståelse til neste nivå, " sier Gardiner. Når det gjelder regenerering, er forskere interessert i hvordan noen gener kan påvirke og samhandle med andre tusenvis av basepar borte.
Drs. Jeramiah Smith og Randal Voss på laboratoriet deres ved University of Kentucky. (University of Kentucky) Smith og teamet hans har allerede benyttet seg av dette nye genomkartet ved å identifisere genet som er ansvarlig for å forårsake en hjertefeil som oppstår blant aksolotler. "De utvikler i utgangspunktet ikke hjertene sine ordentlig i løpet av tidlig liv, " sier Smith. Kunnskapen om genene som er ansvarlige for denne defekten kan hjelpe forskere til å forstå hva som kan forårsake noen hjerteproblemer hos mennesker.
Arbeidet har også konsekvenser for bevaring. Mens aksolotlen kan være ganske vanlig i laboratoriene til en viss undergruppe av genforskere, er salamander faktisk under mye press i sitt enestående naturtype i naturen. Da det aztekiske riket falt til spanskene, konverterte europeerne den urfolkmetropolen til Mexico by. Byområdet har fortsatt å ekspandere siden den gang, ofte på bekostning av våtmarksområdet som en gang spredte seg over Mexico-dalen.
I dag er Lake Xochimilco en skygge av Lake Texcoco. Plassert sørøst for Mexico City. Området er populært blant turister og helgere fra byen som leier båter i kanalområdet. I følge International Union for Conservation of Nature, truer urban vannforurensning, kommersiell utvikling, jakt, klimaendringer og invasive arter alle de gjenværende ville aksolotlbestandene i kanalene i Lake Xochimilco.
Luis Zambrano, en biolog ved det nasjonale autonome universitetet i Mexico som jobber med aksolotler, sier at genomarbeid forbedrer viktigheten av den amfibiske konserveringen i naturen.
"Axolotls kan overleve i stridsvogner, men variasjonen kan reduseres etter hvert som befolkningsantallet og opprinnelsen er begrenset, " sier Zambrano i en e-post. "Generisk variasjon av de ville populasjonene [har] blitt svært viktig hvis vi ønsker å bruke dette salamandergenomet som et system som kan hjelpe menneskers helse. ”
Aztekerne visste om aksolotlens regenerative kraft, og de tilskrev den til krefter imponert av Xolotl. Den største hindringen for å virkelig forstå hemmeligheten bak denne tilsynelatende guddommelige evnen er trusselen vi utgjør for det dyret vi håper å lære av.
