Prothèses peut être une bouée de sauvetage lorsqu'une personne perd un membre, mais ne serait-il pas préférable que nous puissions faire repousser cette partie manquante au lieu de Impression 3D? Les amphibiens, comme la salamandre mexicaine Axolotl, peuvent régénérer leurs membres, et c'est pourquoi les scientifiques étudient leur physiologie unique depuis plus de 150 ans. Une équipe de scientifiques de Vienne est allée au-delà de la physiologie et s'est penchée sur la génétique de la salamandre, identifier les gènes impliqué dans la repousse des tissus des membres. Nous sommes peut-être encore loin de faire pousser de nouveaux bras et de nouvelles jambes, mais cette découverte nous rapproche de la compréhension de la façon dont cette régénération se produit au niveau moléculaire et génétique.
La régénération des membres manquants peut ressembler à de la science-fiction, mais ce n’est pas le cas. La salamandre mexicaine Axolotl est particulièrement adepte de la repousse de parties du corps. Il peut faire repousser les muscles, les os et même les nerfs quelques semaines après une blessure. Non seulement il peut se régénérer sur commande, mais le membre nouvellement formé est un parfait substitut à celui qui a été perdu. Incroyablement, la salamandre peut également réparer une moelle épinière ou un tissu rétinien endommagé, ce qui lui confère des capacités proches de celles de Dieu. Il n’est pas étonnant que les scientifiques le cultivent en laboratoire et l’étudient avec une telle intensité.
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Dirigée par la chercheuse Elly Tanaka, l'équipe de scientifiques, aujourd'hui à l'Institut de recherche en pathologie moléculaire (IMP) de Vienne, travaille avec l'une des plus grandes colonies d'Axolotl au monde. Tout en travaillant au DFG-Center for Regenerative Therapies Dresden à la TU Dresden et à l'Institut Max Planck de biologie cellulaire moléculaire et génétique (MPI-CBG), Tanaka et son équipe ont découvert certaines des cellules et voies moléculaires qui contrôlent la régénération de l'Axolotl. processus. Cette découverte a permis de mieux comprendre le fonctionnement de la régénération, mais il leur fallait des données génétiques pour combler les lacunes.
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Pour mieux comprendre ce processus de régénération, les scientifiques viennois ont décidé d'entreprendre la tâche ardue de séquencer l'intégralité du génome de l'Axolotl. Jusqu’à présent, les tentatives de séquençage du génome complet ont échoué en raison de la taille stupéfiante de la constitution génétique complexe de la salamandre. Avec 32 milliards de paires de bases, le génome de l’Axolotl est dix fois plus grand que le génome humain. Non seulement il est volumineux, mais il contient également de nombreuses grandes séquences répétitives que les machines de séquençage et les logiciels d’analyse génomique existants ne peuvent pas gérer.
Tanaka, avec Michael Hiller et Gene Myers du MPI-CBG et Siegfried Schloissnig de l'Institut de Heidelberg pour les études théoriques (HITS), ont pu séquencer, assembler et analyser l'intégralité du génome à l'aide du PacBio plate-forme. PacBio est unique car il peut séquencer une vaste région d'un génome en une seule lecture. Même avec ce séquenceur haute puissance, il a fallu 72,5 millions de lectures et un logiciel personnalisé co-développé par les chercheurs pour assembler toutes ces données.
Une fois le génome assemblé avec succès, les scientifiques l'ont analysé et ont identifié plusieurs gènes qui n'existent que chez l'Axolotl et d'autres amphibiens similaires et qui peuvent faire repousser les tissus endommagés des membres. "Nous avons maintenant la carte entre nos mains pour étudier comment des structures complexes telles que les jambes peuvent repousser", déclare Sergej Nowoshilow, chercheur postdoctoral et co-auteur de l'IMP, dans un communiqué de presse de la Société Max Planck. Le génome d'Axolotl nouvellement séquencé est accessible au public pour que d'autres scientifiques puissent l'utiliser dans leurs recherches sur la régénération des membres et des tissus.
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