Protheses kan een redder in nood zijn wanneer iemand een ledemaat verliest, maar zou het niet beter zijn als we dat ontbrekende deel opnieuw zouden kunnen laten groeien? 3D-printen één? Amfibieën, zoals de Mexicaanse salamander Axolotl, kunnen ledematen regenereren, en dat is de reden waarom wetenschappers hun unieke fysiologie al meer dan 150 jaar bestuderen. Een team wetenschappers in Wenen ging verder dan de fysiologie en verdiepte zich in de genetica van de salamander. genen identificeren betrokken bij het teruggroeien van ledemaatweefsel. We zijn misschien nog ver verwijderd van het kweken van nieuwe armen en benen, maar deze ontdekking brengt ons een stap dichter bij het begrijpen hoe deze regeneratie plaatsvindt op moleculair en genetisch niveau.
De regeneratie van ontbrekende ledematen lijkt misschien sciencefiction, maar dat is het niet. De Mexicaanse salamander Axolotl is bijzonder bedreven in het opnieuw laten groeien van lichaamsdelen. Het kan spieren, botten en zelfs zenuwen binnen een paar weken na een blessure terug laten groeien. Het kan niet alleen op commando regenereren, maar het nieuw gevormde ledemaat is een perfecte vervanging voor het ledemaat dat verloren is gegaan. Het is ongelooflijk dat de salamander ook een beschadigd ruggenmerg of netvliesweefsel kan repareren, waardoor het vermogen bijna goddelijk wordt. Het is geen wonder dat wetenschappers het in het laboratorium hebben gekweekt en met zoveel intensiteit hebben bestudeerd.
Aanbevolen video's
Onder leiding van onderzoeker Elly Tanaka werkt het team van wetenschappers, nu verbonden aan het Research Institute of Molecular Pathology (IMP) in Wenen, met een van de grootste Axolotl-kolonies ter wereld. Tijdens zijn werk bij het DFG-Centrum voor Regeneratieve Therapieën Dresden aan de TU Dresden en het Max Planck Instituut voor Moleculaire Celbiologie and Genetics (MPI-CBG) hebben Tanaka en haar team enkele cellen en moleculaire routes ontdekt die de regeneratie van de Axolotl controleren proces. Deze ontdekking gaf een dieper inzicht in hoe regeneratie werkt, maar ze hadden genetische gegevens nodig om de gaten op te vullen.
Verwant
- Dit stinkende gas zou de sleutel kunnen zijn tot het identificeren van buitenaards leven op verre planeten
- Wetenschappers hebben een techniek gevonden om elektriciteitproducerende bacteriën te identificeren
Om dit regeneratieproces zo goed mogelijk te begrijpen, besloten de Weense wetenschappers de zware taak op zich te nemen om het volledige genoom van de Axolotl in kaart te brengen. Tot nu toe zijn pogingen om het volledige genoom te sequencen mislukt vanwege de duizelingwekkende omvang van de complexe genetische samenstelling van de salamander. Met 32 miljard basenparen is het genoom van Axolotl tien keer groter dan het menselijk genoom. Het is niet alleen groot, maar bevat ook veel grote repetitieve sequenties die bestaande sequencing-machines en genomische analysesoftware niet aankunnen.
Tanaka, samen met Michael Hiller en Gene Myers van MPI-CBG en Siegfried Schloissnig van het Heidelberg Instituut voor Theoretische Studies (HITS), waren in staat om het volledige genoom te sequencen, assembleren en analyseren met behulp van de PacBio platform. PacBio is uniek omdat het in één keer de sequentie van een groot gebied van een genoom kan bepalen. Zelfs met deze krachtige sequencer waren er 72,5 miljoen leesbewerkingen en aangepaste software, mede ontwikkeld door de onderzoekers, nodig om al deze gegevens samen te voegen.
Toen het genoom eenmaal met succes was samengesteld, analyseerden wetenschappers het en identificeerden verschillende genen die alleen voorkomen in de Axolotl en andere soortgelijke amfibieën en die beschadigde ledemaatweefsels opnieuw kunnen laten groeien. “We hebben nu de kaart in handen om te onderzoeken hoe ingewikkelde structuren zoals benen opnieuw kunnen worden gekweekt”, zegt IMP postdoc-onderzoeker en co-auteur Sergej Nowoshilow in een persbericht van de Max Planck-vereniging. Het nieuw gesequenced Axolotl-genoom is publiekelijk beschikbaar voor andere wetenschappers om te gebruiken in hun onderzoek naar ledematen- en weefselregeneratie.
Aanbevelingen van de redactie
- Wetenschappers willen proeven op mensen voor gentherapie die kunnen helpen bij het bestrijden van verslaving
- Wetenschappers van UC San Francisco ontdekken een gen dat de slaap een boost geeft
- Wetenschappers proberen de hersenen van geamputeerden met het fantoomledemaatsyndroom te misleiden
Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.
