Meest recent

    Een axolotl in gevangenschap (foto: Уткина Дарья/Wikimedia Commons).

    De glimlachende axolotl geeft zijn geheim prijs: het grootste genoom ooit ontcijferd

    Onderzoekers hebben voor het eerst het hele genoom - het geheel aan genetische informatie - van de axolotl ontcijferd, de Mexicaanse amfibie met de mond die altijd lijkt te glimlachen. En wat blijkt? Het genoom is het grootste dat ooit in zijn geheel gesequencet werd. Aangezien de axolotl in staat is tot een wonderbaarlijke regeneratie van beenderen, spieren en zenuwen, en het niet duidelijk is hoe hij dat doet, is er heel wat belangstelling voor zijn genen. 

    Het genoom van de axolotl blijkt te bestaan uit 32 miljard basenparen, tien keer meer dan het menselijk genoom. Het is daarmee het grootste genoom dat ooit in zijn geheel ontcijferd werd. 

    De axolotl, die in het wild ernstig bedreigd is, wordt al meer dan 150 jaar in laboratoria gekweekt en bestudeerd. Hij heeft namelijk een opmerkelijk vermogen om geamputeerde ledematen opnieuw te laten groeien, compleet met beenderen, spieren en zenuwen. Hij kan ook wonden laten genezen zonder littekenweefsel te produceren, en hij kan ook beschadigde inwendige organen regenereren.

    De salamander kan zelfs een verpletterde ruggengraat doen genezen, en maken dat die opnieuw functioneert zoals ze dat deed voor ze gekwetst werd. En het is dit vermogen, dat bij geen enkel ander dier in die mate voorkomt, dat maakt dat zijn genen op heel wat belangstelling mogen rekenen.   

    Axolotls met leucisme, een gebrek aan pigmenten, in het Vancouver Aquarium (Foto:  ZeWrestler/Wikimedia Commons).

    Herhalingen

    Nu hebben onderzoekers het genoom gelezen met een genetische sequentie-techniek om hun analyse te doen, en vervolgens met een andere techniek om het "na te lezen", en te corrigeren op fouten. En daarmee hebben ze onderzoekers een instrument gegeven om de genen van de axolotl te bestuderen en te manipuleren.

    "De technieken die in deze studie gebruikt zijn, zijn echt de allernieuwste", zei Ryan Kerney aan "The New York Times". "En de data die ze voortgebracht hebben, zijn ongelooflijk nauwkeurig voor om het even welk genoom, en al helemaal voor een genoom dat zo groot is." Kerney is bioloog aan het Amerikaanse Gettysburg College, en hij heeft veel gepubliceerd over de genetica van amfibieën. Hij was niet betrokken bij de studie. 

    Dit is het eerste genoom van een salamander dat volledig in kaart is gebracht. De reden waarom het zo lang geduurd heeft, is dat het zo veel zich herhalende delen heeft, volgens Elly Tanaka, senior onderzoeker aan het Research Institute of Molecular Pathology in Wenen en de belangrijkste auteur van de nieuwe studie. Die studie vroeg een enorme inspanning van de computers, en er moesten zelfs nieuwe technieken speciaal voor ontwikkeld worden.

    Een axolotl van het "wilde", gekleurde type in een aquarium (foto: Regina Kolyanovska/Wikimedia Commons).

    Enorme veranderingen in RNA

    "We willen de enorme veranderingen begrijpen in het RNA en de proteïnen die de cellen produceren om te veranderen van een volwassen cel naar een stamcel", zei doctor Tanaka. "Hoe kan een verwonding zo'n grote verandering  veroorzaken? Dat kunnen we niet begrijpen zonder te weten hoe de verschillende delen van het genoom gebruikt worden om de gedragingen van de cel te veranderen."

    De onderzoekers hebben een aantal genen geïdentificeerd die betrokken zijn bij de regeneratie, en een aantal genen die alleen bij de axolotl voorkomen, maar er is nog veel werk te doen. 

    "Het avontuur begint nog maar juist", zei Tanaka. "Het voltooien van het genoom zal een boel mogelijkheden openen om te bestuderen hoe organismen regenereren. We zijn net zo opgewonden als de mensen waren toen ze voor het eerst het menselijk genoom ontcijferd hadden."

    Een van de kanalen van Xochimilco, de laatste overgebleven habitat van de axolotl. (foto: Fer Zeelbach/Wikimedia Commons).

    Ernstig bedreigd

    De axolotl of de Mexicaanse salamander is in het wild ernstig bedreigd en mogelijk zelfs uitgestorven.  De axolotl kwam alleen voor in het Xochimilco-meer en het Chalco-meer in Centraal-Mexico. Het Chalco-meer is drooggelegd uit angst voor overstromingen, en van het Xochimilco-meer, dat nu in Mexico-stad ligt, blijven vooral nog een aantal kanalen over met kunstmatige eilanden, chinampa's genaamd, waarop aan landbouw gedaan wordt. 

    Onderzoek in 1998, 2003 en 2008 toonde dat er respectievelijk 6.000, 1.000 en 100 axolotls per vierkante kilometer leefden in het Xochimilco-meer, maar een vier maanden lange zoektocht in 2013 bracht geen enkel in het wild levend exemplaar meer aan het licht. Een paar maanden later werden er een paar gezien in kanalen in de buurt van Xochimilco, en Mexico-stad probeert nu de dieren te beschermen door schuilplaatsen te bouwen en de overblijvende en potentiële leefgebieden voor de dieren te beschermen. 

    In aquaria en lanoratoria worden axolotls evenwel al jaren gekweekt, en daar leven er nog heel wat exemplaren. Veel van die axolotl zijn wit, ze hebben leucisme, een gebrek aan pigmenten, of het zijn zelfs albino's, de wilde soort is daarentegen donker van kleur. Voor een salamander is de axolotl behoorlijk groot: volwassen exemplaren worden makkelijk 20 centimeter en kunnen zelfs 30 centimeter halen. 

    Opvallend aan de axolotl is dat hij neotenisch is. Hij ontgroeit nooit het larvestadium, het "kikkervisstadium". Bijna alle andere amfibieën verliezen hun kiewen als ze volwassen worden, ontwikkelen longen en gaan minstens gedeeltelijk op het land leven, de axolotl blijft zijn hele leven in het water en behoudt zijn kieuwen. In dat larvestadium wordt de axolotl wel geslachtrijp, en hij plant zich dus voort als "larve". 

     

    Een chinampa-eiland in een van de kanalen van het  Xochimilco-meer (foto: Manuel Gomez Ruano/Wikimedia Commons).