Der Axolotl kann sich selbst regenerieren: Forscher kennen nun das Geheimnis dahinter

Der Axolotl kann sich selbst regenerieren: Forscher kennen nun das Geheimnis dahinter

Forscher haben es geschafft, das gesamte Genom des Axolotls zu entschlüsseln. So konnten sie die Geheimnisse der Regeneration dieses erstaunlichen Tieres enthüllen. Mit 32 Milliarden Basenpaaren handelt es sich um das größte jemals sequenzierte Genom.

Der Axolotl ist eine Quelle der Inspirationen im Internet. Es sorgt mit seinem niedlichen rosafarbenen Köpfchen, seinen federartigen Bronchien und seiner unglaublichen Regenerationsfähigkeit für Faszination und Entzücken. Diese Fähigkeit versuchen die Wissenschaftler seit 150 Jahren zu verstehen. Nun haben Forscher, die in Wien tätig sind, verkündet, dass sie die Entschlüsselung des Genoms des Axolotls endlich abgeschlossen haben. Es handelt sich um das größte jemals sequenzierte Gen.

Salamander und Regeneration

Salamander sind lange als biologisches Modell in den Bereichen der Evolution und der Regeneration benutzt worden. Für die meiste Faszination sorgt aber Ambystoma mexicanum, besser bekannt unter dem Namen Axolotl. Dieses kleine Tier hat das Interesse der Wissenschaftler über 150 Jahre lang auf sich gezogen, da es dazu in der Lage ist, Teile seines Körpers zu regenerieren.

Es ist also für einen Axolotl nicht weiter schlimm, wenn es ein oder zwei Beine verliert, denn dank seiner unglaublichen Fähigkeiten ist es dazu in der Lage, Körperteile innerhalb von ein paar Wochen nachwachsen zu lassen. Dabei ist es egal, ob es sich um Knochen, Muskeln oder Nerven handelt. Es schafft es sogar, so komplexe Körperbereiche wie die Wirbelsäule oder die Netzhaut zu reparieren. Die medizinischen Verwendungsmöglichkeiten dieser Fähigkeiten sind zahlreich und haben die Forscher dazu bewegt, ohne Unterlass am Axolotl zu forschen.

Elly Tanaka und ihr Team haben eine der größen Axolotl-Zuchten der Welt. Sie befindet sich im Forschungsinstitut für molekulare Pathologie in Wien. Dort forschen sie seit mehreren Jahren an der Zell- und Molekularbiologie, die für die Regeneration von Gliedmaßen und der Wirbelsäule verantwortlich ist, sowie an der Entwicklung dieser Fähigkeit.

Im Rahmen dieser Forschungsarbeiten haben sie die Mittel entwickelt, die für die Analyse des Genoms des Axolotls, seiner Regulierung und seiner Entwicklung erforderlich sind. Dies ist eine enorme Aufgabe, wenn man bedenkt, dass es sich aus 21 Milliarden Basenpaaren zusammensetzt. Das sind zehn Mal mehr als beim Menschen. Die große Anzahl an sich wiederholenden Sequenzen im Genom des Axolotls hat ebenfalls den Prozess der Entschlüsselung verlangsamt. Beim Menschen bestehen 50 Prozent des Genoms aus sich wiederholenden Sequenzen.

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Unter der Leitung von Elly Tanaka, Michael Hiller und Gene Myers hat ein internationales Forscherteam es geschafft, das gesamte Genom des Axolotls zu sequenzieren, zu benennen und zu analysieren. Es handelt sich um das größte Genom, das jemals dekodiert worden ist. Dank der Plattform PacBio konnten über 72,4 Millionen ausgelesene Daten sequenziert werden. Dann wurde eine weitere Software, die von Hiller und Myers entwickelt wurde, verwendet, um die Millionen Fragmente sinnvoll zusammenzusetzen.

Die Analyse des Genoms hat eine vermutlich einzigartige Eigenschaft des Axolotls enthüllt. Es gibt andere Amphibien, die ebenfalls Gene haben, die eine Regeneration der Gliedmaßen ermöglichen. Allerdings fehlt das Gen PAX3, das eine entscheidende Rolle bei der Bildung von Gewebe und Organen in der Entwicklung eines Embryos spielt, beim Axolotl vollkommen. An seiner Stelle hat dieses Tier das Gen PAX7, das sehr ähnlich ist und sich manchmal mit PAX3 zusammenschließt.

Das sequenzierte Genom wurde online gestellt, um der Allgemeinheit zu dienen. „Wir haben jetzt einen Plan, mit dem wir verstehen können, wie komplexe Strukturen wie Beine regeneriert werden können“, erklärt Sergej Nowoshilow, Co-Autor der Studie. „Das ist eine wichtige Wendung für alle Forscher, die den Axolotl erforschen, eine entscheidende Etappe in dem wissenschaftlichen Abenteuer, das vor über 150 Jahren angetreten worden ist.“

Maximilian Vogel
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