Proteser kan vara en livräddare när en person tappar en lem, men vore det inte bättre om vi kunde odla den saknade delen igen istället för 3D-utskrift en? Amfibier, som den mexikanska salamandern Axolotl, kan regenerera lemmar, och det är därför som forskare har studerat deras unika fysiologi i mer än 150 år. Ett team av forskare i Wien gick bortom fysiologi och grävde ner sig i salamanderns genetik, identifiera gener involverad i återväxt lemvävnad. Vi kan fortfarande vara långt ifrån att växa nya armar och ben, men denna upptäckt tar oss ett steg närmare att förstå hur denna regenerering sker på molekylär och genetisk nivå.
Förnyelsen av saknade lemmar kan tyckas vara science fiction, men det är det inte. Den mexikanska salamandern Axolotl är särskilt skicklig på att återväxa kroppsdelar. Det kan växa tillbaka muskler, ben och till och med nerver inom några veckor efter en skada. Inte bara kan den regenerera på kommando, utan den nybildade lemmen är en perfekt ersättning för den som gick förlorad. Otroligt nog kan salamandern också reparera en skadad ryggmärg eller näthinnevävnad, vilket gör den nära gudliknande. Det är inte konstigt att forskare har odlat det i labbet och studerat det med sådan intensitet.
Rekommenderade videor
Under ledning av forskaren Elly Tanaka arbetar forskarteamet, nu vid Research Institute of Molecular Pathology (IMP) i Wien, med en av de största Axolotl-kolonierna i världen. Medan han arbetade på DFG-Center for Regenerative Therapies Dresden vid TU Dresden och Max Planck Institute of Molecular Cell Biology och genetik (MPI-CBG), upptäckte Tanaka och hennes team några av de celler och molekylära vägar som styr Axolotls regenerering bearbeta. Denna upptäckt gav djupare insikt i hur regenerering fungerar, men de behövde genetiska data för att fylla i luckorna.
Relaterad
- Denna illaluktande gas kan vara nyckeln till att identifiera främmande liv på avlägsna planeter
- Forskare hittar en teknik för att identifiera elektricitetsproducerande bakterier
För att på bästa sätt förstå denna regenereringsprocess beslutade forskarna i Wien att ta sig an den mödosamma uppgiften att sekvensera hela genomet av Axolotl. Hittills har försök att sekvensera hela genomet misslyckats på grund av den häpnadsväckande storleken på salamanderns komplexa genetiska sammansättning. Med 32 miljarder baspar är Axolotls genom tio gånger större än det mänskliga genomet. Det är inte bara stort, utan det innehåller också många stora repetitiva sekvenser som befintliga sekvenseringsmaskiner och genomisk analysmjukvara inte kan hantera.
Tanaka, tillsammans med Michael Hiller och Gene Myers från MPI-CBG och Siegfried Schloissnig från Heidelberg Institute för teoretiska studier (HITS), kunde sekvensera, sätta ihop och analysera hela genomet med hjälp av PacBio plattform. PacBio är unik eftersom den kan sekvensera en stor region av ett genom i en enda läsning. Även med denna kraftfulla sequencer tog det 72,5 miljoner läsningar och anpassad programvara som forskarna utvecklade tillsammans för att sammanfoga all denna data.
När genomet väl hade samlats framgångsrikt, analyserade forskare det och identifierade flera gener som bara finns i Axolotl och andra liknande amfibier som kan återväxa skadade lemvävnader. "Vi har nu kartan i våra händer för att undersöka hur komplicerade strukturer som ben kan odlas igen", säger IMP post-doc forskare och medförfattare Sergej Nowoshilow i ett pressmeddelande från Max Planck Society. Det nyligen sekvenserade Axolotl-genomet är tillgängligt offentligt för andra forskare att använda i sin forskning om lem- och vävnadsregenerering.
Redaktörens rekommendationer
- Forskare vill ha mänskliga försök för genterapi som kan hjälpa till att bekämpa missbruk
- Forskare vid UC San Francisco upptäcker en gen som hjälper till att ladda sömnen
- Forskare försöker lura hjärnor hos amputerade med fantomlemmens syndrom
Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.
