Gli scienziati sequenziano il genoma più grande mai realizzato e scoprono i geni per la rigenerazione degli arti

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Protesi può essere un salvagente quando una persona perde un arto, ma non sarebbe meglio se invece potessimo far ricrescere quella parte mancante Quello della stampa 3D? Gli anfibi, come la salamandra messicana Axolotl, possono rigenerare gli arti, ed è per questo che gli scienziati studiano la loro fisiologia unica da oltre 150 anni. Un team di scienziati di Vienna è andato oltre la fisiologia e ha approfondito la genetica della salamandra, identificare i geni coinvolti nella ricrescita del tessuto degli arti. Potremmo essere ancora molto lontani dal far crescere nuove braccia e gambe, ma questa scoperta ci porta un passo avanti verso la comprensione di come avviene questa rigenerazione a livello molecolare e genetico.

La rigenerazione degli arti mancanti può sembrare fantascienza, ma non lo è. La salamandra messicana Axolotl è particolarmente abile nel far ricrescere parti del corpo. Può far ricrescere muscoli, ossa e persino nervi entro poche settimane dopo un infortunio. Non solo può rigenerarsi a comando, ma l’arto appena formato è un perfetto sostituto di quello perduto. Incredibilmente, la salamandra può anche riparare un midollo spinale o un tessuto retinico danneggiati, rendendole abilità quasi divine. Non c’è da meravigliarsi che gli scienziati lo abbiano coltivato in laboratorio e studiato con tale intensità.

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Guidato dalla ricercatrice Elly Tanaka, il team di scienziati, ora presso l'Istituto di ricerca di patologia molecolare (IMP) di Vienna, lavora con una delle più grandi colonie di Axolotl al mondo. Mentre lavorava al DFG-Center for Regenerative Therapies Dresden presso la TU Dresden e all'Istituto Max Planck di biologia cellulare molecolare e genetica (MPI-CBG), Tanaka e il suo team hanno scoperto alcune cellule e percorsi molecolari che controllano la rigenerazione dell'Axolotl processi. Questa scoperta ha fornito informazioni più approfondite su come funziona la rigenerazione, ma avevano bisogno di dati genetici per colmare le lacune.

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Per comprendere al meglio questo processo di rigenerazione, gli scienziati viennesi hanno deciso di intraprendere l'arduo compito di sequenziare l'intero genoma dell'Axolotl. Fino ad ora, i tentativi di sequenziare il genoma completo sono falliti a causa delle dimensioni sconcertanti del complesso corredo genetico della salamandra. Con 32 miliardi di paia di basi, il genoma dell'Axolotl è dieci volte più grande del genoma umano. Non solo è grande, ma contiene anche molte sequenze ripetitive di grandi dimensioni che le macchine di sequenziamento esistenti e i software di analisi genomica non sono in grado di gestire.

Tanaka, insieme a Michael Hiller e Gene Myers dell'MPI-CBG e Siegfried Schloissnig dell'Istituto di Heidelberg per gli studi teorici (HITS), sono stati in grado di sequenziare, assemblare e analizzare l'intero genoma utilizzando PacBio piattaforma. PacBio è unico perché può sequenziare una vasta regione di un genoma in un'unica lettura. Anche con questo sequenziatore ad alta potenza, sono state necessarie 72,5 milioni di letture e un software personalizzato sviluppato in collaborazione dai ricercatori per unire tutti questi dati.

Una volta assemblato con successo il genoma, gli scienziati lo hanno analizzato e hanno identificato diversi geni che esistono solo nell'Axolotl e in altri anfibi simili che possono far ricrescere i tessuti degli arti danneggiati. "Ora abbiamo la mappa nelle nostre mani per studiare come strutture complicate come le gambe possano essere ricresciute", afferma il ricercatore post-doc e coautore dell'IMP Sergej Nowoshilow in un comunicato stampa della Società Max Planck. Il genoma di Axolotl appena sequenziato è disponibile pubblicamente affinché altri scienziati possano utilizzarlo nelle loro ricerche sulla rigenerazione degli arti e dei tessuti.

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