Όταν η λίμνη Xochimilco κοντά στην πόλη του Μεξικού ήταν η λίμνη Texcoco και οι Αζτέκοι ίδρυσαν την πρωτεύουσα της νησιού Tenochtitlan το 1325, ένας μεγάλος υδρόβιος σαλαμάνδρας ευημερούσε στη γύρω λίμνη. Το axolotl έχει βαθιές ρίζες στη θρησκεία των Αζτέκων, καθώς ο θεός Xolotl, για τον οποίο ονομάστηκε το ζώο, θεωρήθηκε ότι έχει μετατραπεί σε αμοιότυπο - αν και δεν εμπόδισε τους Αζτέκους να απολαύσουν από καιρό σε καιρό ένα φρυγμένο αμοιότοπο. Το έθιμο της κατανάλωσης αλοκολάτων συνεχίζεται μέχρι σήμερα, αν και το είδος έχει γίνει εξαιρετικά απειλητικό στο φυσικό περιβάλλον.
Η εξοικονόμηση του σαλαμάνδρα που η φύση ονομάζεται "αγαπημένο αμφίβιο της βιολογίας" αποκτά ιδιαίτερη σημασία, λαμβάνοντας υπόψη τα αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά του ζώου. Οι αλοκολάτες είναι νεογενείς, που σημαίνει ότι τα αμφίβια γενικά δεν ωριμάζουν πλήρως όπως τα άλλα είδη σαλαμάνδρου, διατηρώντας τα βράγχια τους και ζώντας τη ζωή τους κάτω από το νερό ως ένα είδος νεανικού. Σε σπάνιες περιπτώσεις ή όταν διεγείρεται στο εργαστήριο, ένα axolotl θα περάσει από μεταμόρφωση και θα αναπτύξει τους πνεύμονες για να αντικαταστήσει τα βράγχια του.
Συνοδεύοντας αυτά τα μοναδικά χαρακτηριστικά είναι ένα εξαιρετικά περίπλοκο γονιδίωμα, με 32 δις ζεύγη βάσεων σε σύγκριση με περίπου 3 δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων στο ανθρώπινο DNA. Το axolotl έχει το μεγαλύτερο γονιδίωμα που έχει ολοκληρωθεί πλήρως, ολοκληρώθηκε για πρώτη φορά πέρυσι από μια ομάδα ευρωπαίων επιστημόνων. Το Πανεπιστήμιο του Κεντάκυ, το οποίο διεξάγει έρευνα σε αμόλυβδη στις Ηνωμένες Πολιτείες, ανακοίνωσε σήμερα ότι οι ερευνητές έχουν προσθέσει την αλληλουχία ολόκληρων χρωμοσωμάτων στην ευρωπαϊκή προσπάθεια - "περίπου χίλιες φορές αύξηση του μήκους των συναρμολογημένων κομματιών", σύμφωνα με τον Jeremiah Smith, συγγενής καθηγητής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Κεντάκυ. Οι επιστήμονες ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν αυτά τα νέα δεδομένα για να αξιοποιήσουν μερικές από τις μοναδικές ικανότητες του axolotl.
Το axolotl είναι σαλαμάνδρα με αξιοσημείωτη ικανότητα αναγέννησης. Μπορεί να ξανακάνει την ουρά του, τα άκρα, το νωτιαίο μυελό - ακόμα και το μυαλό του. (Πανεπιστήμιο του Κεντάκι) Όπως και άλλες σαλαμάνδρες, οι αιολότυλοι έχουν τη δυνατότητα να αναγεννηθούν πλήρως ολόκληρο το άκρο όταν χάνονται. "Οι Salamanders έχουν αυτή τη μοναδική δυνατότητα να αναγεννήσουν σχεδόν οτιδήποτε τους αποκόπτετε", λέει ο Smith. Οι σαλαμάνδρες μπορούν ακόμη και να αναγεννήσουν τα νωτιαία σχοινιά, τα μάτια και τα μέρη των μυών τους.
Ενώ η ικανότητα αναπαραγωγής ολόκληρου του βραχίονα δεν είναι εφικτή για τον άνθρωπο, η μελέτη του γονιδιώματος του αμοιότυπου θα μπορούσε να αποκαλύψει γενετικές μεθόδους αναγέννησης ιστού που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στην ιατρική έρευνα. Ο Smith λέει ότι οι δυνατότητες αναγέννησης του axolotl περιλαμβάνουν τη χρήση βλαστοκυττάρων, καθώς και μια άγνωστη μέθοδο που προκαλεί την επανεμφάνιση κυττάρων στο σημείο της βλάβης στα βλαστοκύτταρα.
"Τα αξενοματικά έχουν αποτελέσει πρότυπο για πάνω από 150 χρόνια", λέει ο Smith. Η αλληλουχία αυτού του γονιδιώματος, το αποκορύφωμα δεκαετιών εργασίας για ορισμένους από τους εμπλεκόμενους επιστήμονες, αντιπροσωπεύει ένα τεράστιο ορόσημο καθώς θα επιτρέψει την εργασία για να ακουμπάει στις συγκεκριμένες αλληλεπιδράσεις γονιδίων που επιτρέπουν στους αμόλωτους να αναγεννήσουν τα άκρα. Ο Smith λέει ότι η ομάδα του τώρα συνεργάζεται με την ευρωπαϊκή ομάδα για να συνεχίσει να βελτιώνει και να γυαλίζει τη συναρμολόγηση του γονιδιώματος.
Ο David Gardiner, καθηγητής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας Irvine, ο οποίος έχει εργαστεί με axolotls και μελέτησε την αναγέννηση για δεκαετίες, λέει ότι τα γονίδια που ελέγχουν την αναγέννηση δεν είναι απαραίτητα μοναδικά για τους σαλαμάντες.
"Οι σαλαμάνδρες δεν είναι ξεχωριστές. Δεν είναι ότι έχουν ειδικά γονίδια αναγέννησης, "λέει ο Gardiner. Αν και οι σαλαμάνδρες ρυθμίζουν τα γονίδιά τους διαφορετικά από άλλα είδη. Ο στόχος είναι τελικά να βρεθεί ένας τρόπος να σηματοδοτηθούν οι οδοί μεταξύ των γονιδίων και να ενεργοποιηθεί η δυνατότητα αναγέννησης του γενετικού υλικού και τελικά του ιστού. Μια τέτοια διαδικασία θα μπορούσε να είναι δυνατή χρησιμοποιώντας έναν τύπο "έξυπνου επιδέσμου" που ενεργοποιεί ορισμένες οδούς ή ενεργοποιώντας τη διαδικασία με ένα εργαλείο επεξεργασίας γονιδίων όπως το CRISPR-Cas9.
Ωστόσο, «δεν θα μπορούσατε να το κάνετε αν δεν γνωρίζατε ποιες είναι αυτές οι περιοχές», λέει ο Gardiner. Λέει ότι η "προσπάθεια του Herculean" του Smith και των συναδέλφων του για την αλληλουχία του γονιδιώματος θα βοηθήσει να κινηθεί αυτή η διαδικασία μαζί.
Η έρευνα αναμένεται επίσης να προωθήσει την κατανόηση της γενετικής γενικότερα από τους επιστήμονες. "Θα καταλάβουμε το επόμενο επίπεδο, " λέει ο Gardiner. Όταν πρόκειται για αναγέννηση, οι επιστήμονες ενδιαφέρονται για το πώς ορισμένα γονίδια μπορούν να επηρεάσουν και να αλληλεπιδράσουν με άλλα χιλιάδες ζεύγη βάσεων μακριά.
Δρ. Η Jeramiah Smith και ο Randal Voss στο εργαστήριό τους στο Πανεπιστήμιο του Κεντάκυ. (Πανεπιστήμιο του Κεντάκι) Ο Smith και η ομάδα του έχουν ήδη χρησιμοποιήσει αυτό το νέο γονιδιακό χάρτη εντοπίζοντας το γονίδιο που είναι υπεύθυνο για την πρόκληση καρδιακού ελάττωμα που συμβαίνει μεταξύ των axolotls. "Βασικά δεν αναπτύσσουν τις καρδιές τους σωστά κατά τη διάρκεια της πρώιμης ζωής τους", λέει ο Smith. Η γνώση των γονιδίων που ευθύνονται για αυτό το ελάττωμα μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να καταλάβουν τι μπορεί να προκαλέσει κάποια καρδιακά προβλήματα στους ανθρώπους.
Το έργο έχει επίσης επιπτώσεις στη διατήρηση. Ενώ το axolotl μπορεί να είναι αρκετά συνηθισμένο στα εργαστήρια μιας συγκεκριμένης υποομάδας επιστημόνων γονιδίων, ο σαλαμάνδρας είναι στην πραγματικότητα υπό πολύ μεγάλη πίεση στον μοναδικό του βιότοπο στο φυσικό περιβάλλον. Όταν η αυτοκρατορία των Αζτέκων έπεσε στα ισπανικά, οι Ευρωπαίοι μετέτρεψαν την αυτοχθόνουσα μητρόπολη στην Πόλη του Μεξικού. Η αστική περιοχή εξακολούθησε να αναπτύσσεται από τότε, συχνά εις βάρος του υγροβιότοπου που εξαπλώθηκε κάποτε στην κοιλάδα του Μεξικού.
Σήμερα, η λίμνη Xochimilco είναι μια σκιά της λίμνης Texcoco. Τοποθετείται στα νοτιοανατολικά της πόλης του Μεξικού. Η περιοχή είναι δημοφιλής με τουρίστες και σαββατοκύριακα από την πόλη που μισθώνουν βάρκες στην περιοχή του καναλιού. Σύμφωνα με τη Διεθνή Ένωση για τη Διατήρηση της Φύσης, η αστική ρύπανση των υδάτων, η εμπορική ανάπτυξη, το κυνήγι, η αλλαγή του κλίματος και τα χωροκατακτητικά είδη απειλούν τον υπόλοιπο άγριο πληθυσμό των αιολλών στο κανάλι της λίμνης Xochimilco.
Ο Λούις Ζαμπράντο, βιολόγος του Εθνικού Αυτόνομου Πανεπιστημίου του Μεξικού που συνεργάζεται με αξελότυπους, λέει ότι το έργο του γονιδιώματος ενισχύει τη σημασία της διατήρησης των αμφιβίων στη φύση.
"Οι αξενομασμοί μπορούν να επιβιώσουν σε δεξαμενές, αλλά η διακύμανσή τους μπορεί να μειωθεί καθώς ο αριθμός και η προέλευση του πληθυσμού είναι περιορισμένοι", λέει ο Zambrano σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο. "Η γενική παραλλαγή των άγριων πληθυσμών έχει γίνει πολύ σημαντική αν θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το γονιδίωμα σαλαμάνδρου ως ένα σύστημα ικανό να βοηθήσει την ανθρώπινη υγεία. "
Οι Αζτέκοι γνώριζαν την αναγεννητική δύναμη του αξολόλου και το απέδωσαν στις δυνάμεις που έπνιξε ο Χολώλ. Τώρα, το μεγαλύτερο εμπόδιο στην αληθινή κατανόηση του μυστικού αυτής της φαινομενικά θείας ικανότητας είναι η απειλή που θέτουμε στο ίδιο το ζώο από το οποίο ελπίζουμε να μάθει.
