Когда озеро Сочимилько недалеко от Мехико было озером Тескоко, а ацтеки основали свою столицу острова Теночтитлан в 1325 году, в окружающем озере процветала большая водная саламандра. У аксолотля глубокие корни в ацтекской религии, так как считалось, что бог Ксолотль, в честь которого названо животное, превратился в аксолотля - хотя это не мешало ацтекам время от времени наслаждаться жареным аксолотлем. Обычай есть аксолотль продолжается и по сей день, хотя в дикой природе этот вид подвергся критической опасности.
Сохранение саламандры, которую Природа назвала «любимой земноводной биологии», приобретает особое значение, учитывая замечательные черты животного. Аксолотли являются неотеническими, то есть амфибии, как правило, не созревают полностью, как другие виды саламандры, вместо этого сохраняя свои жабры и проживая свою жизнь под водой, как своего рода ювенильный. В редких случаях или при стимуляции в лаборатории аксолотль проходит через метаморфоз и развивает легкие для замены жабр.
Эти уникальные черты сопровождаются удивительно сложным геномом с 32 миллиардами пар оснований по сравнению с примерно 3 миллиардами пар оснований в ДНК человека. У аксолотля самый большой из когда-либо секвенированных геномов, впервые созданный в прошлом году группой европейских ученых. Университет Кентукки, который возглавляет исследования аксолотля в Соединенных Штатах, сегодня объявил, что исследователи добавили последовательность целых хромосом к европейским усилиям - «увеличение длины собранных частей примерно в тысячу раз», по словам Джеремии Смита, адъюнкт-профессор биологии в Университете Кентукки. Ученые надеются использовать эти новые данные, чтобы использовать некоторые уникальные способности аксолотля.
Аксолотль - саламандра с замечательной способностью к регенерации. Он может вырастить свой хвост, конечности, спинной мозг - даже их мозг. (Университет Кентукки) Как и другие саламандры, аксолотли обладают способностью полностью восстанавливать целую конечность при потере. «Саламандры обладают этой уникальной способностью регенерировать практически все, что вы их отрезали», - говорит Смит. Саламандры могут даже восстанавливать спинной мозг, глаза и части их мозга.
Хотя способность отрастать целую руку недоступна для людей, изучение генома аксолотля может выявить генетические методы регенерации тканей, которые могут быть использованы в медицинских исследованиях. Смит говорит, что возможности регенерации аксолотля включают использование стволовых клеток, а также неизвестный способ заставить клетки в месте повреждения вернуться к стволовым клеткам.
«Аксолотли были модельным видом более 150 лет», - говорит Смит. Секвенирование этого генома, кульминация десятилетий работы для некоторых из вовлеченных ученых, представляет собой огромную веху, поскольку она позволит оттачивать специфические взаимодействия генов, которые позволяют аксолотлям регенерировать конечности. Смит говорит, что его команда сейчас работает с европейской группой, чтобы продолжать улучшать и совершенствовать сборку генома.
Дэвид Гардинер, профессор биологии в Калифорнийском университете в Ирвине, который десятилетиями работал с аксолотлями и изучал регенерацию, говорит, что гены, контролирующие регенерацию, не обязательно уникальны для саламандр.
«Саламандры не особенные. Дело не в том, что у них есть особые гены регенерации », - говорит Гардинер. Хотя саламандры регулируют свои гены не так, как другие виды. Цель состоит в том, чтобы в конечном итоге найти способ обозначить пути между генами и активировать способность регенерировать генетический материал и, в конечном итоге, ткани. Такой процесс мог бы быть возможен с использованием типа «умной повязки», который активирует определенные пути, или путем запуска процесса с помощью инструмента редактирования генов, такого как CRISPR-Cas9.
Тем не менее, «вы не смогли бы сделать это, если бы не знали, что это за регионы», - говорит Гардинер. Он говорит, что «невероятные усилия» Смита и его коллег по последовательности генома помогут продвинуть этот процесс.
Ожидается также, что исследование улучшит понимание ученых в целом генетики. «Это выведет наше понимание на новый уровень», - говорит Гардинер. Когда дело доходит до регенерации, ученые заинтересованы в том, как одни гены могут влиять и взаимодействовать с другими тысячами пар оснований.
Д-ра. Джеремия Смит и Рэндал Восс в своей лаборатории в университете Кентукки. (Университет Кентукки) Смит и его команда уже использовали эту новую карту генома, идентифицируя ген, ответственный за порок сердца, который возникает среди аксолотлей: «Они в основном не развивают свои сердца должным образом в молодости», - говорит Смит. Знание генов, ответственных за этот дефект, может помочь ученым понять, что может вызвать некоторые проблемы с сердцем у людей.
Работа также имеет значение для сохранения. В то время как аксолотль может быть довольно распространенным явлением в лабораториях определенной группы ученых-генных ученых, саламандра фактически находится под большим давлением в своей уникальной среде обитания в дикой природе. Когда империя ацтеков упала на испанцев, европейцы превратили местный мегаполис в Мехико. С тех пор городская территория продолжает расширяться, часто за счет среды обитания водно-болотных угодий, которая когда-то распространилась по долине Мексики.
Сегодня озеро Сочимилько является тенью озера Тескоко. Расположен на юго-востоке Мехико. Район популярен среди туристов и выходных из города, которые нанимают лодки в районе канала. По данным Международного союза охраны природы, загрязнение городских вод, коммерческое развитие, охота, изменение климата и инвазивные виды угрожают оставшейся дикой природе аксолотля в каналах озера Сочимилько.
Луис Самбрано, биолог из Национального автономного университета Мексики, работающий с аксолотлями, говорит, что работа с геномами повышает важность сохранения амфибий в дикой природе.
«Аксолотли могут выживать в аквариумах, но их вариация может быть уменьшена, поскольку численность и происхождение популяции ограничены, - говорит Замбрано в электронном письме. - Общая вариация диких популяций [стала] очень важной, если мы хотим использовать этот геном саламандры. как система, способная помочь здоровью человека ».
Ацтеки знали о регенеративной силе аксолотля, и они приписывали ее силам, наделенным Ксолотлем. Теперь, величайшим препятствием на пути к истинному пониманию тайны этой, казалось бы, божественной способности является угроза, которую мы представляем самому животному, от которого мы надеемся научиться.
