Quando il lago Xochimilco vicino a Città del Messico era il lago Texcoco e gli Aztechi fondarono la loro capitale dell'isola, Tenochtitlan, nel 1325, una grande salamandra acquatica prosperò nel lago circostante. L'axolotl ha radici profonde nella religione azteca, poiché si credeva che il dio Xolotl, per il quale l'animale si chiamava, si fosse trasformato in un axolotl, anche se di tanto in tanto non impediva agli aztechi di godere di un axolotl arrosto. L'abitudine di mangiare axolotl continua ancora oggi, sebbene la specie sia diventata gravemente minacciata in natura.
Salvare la salamandra che la Natura chiamava "l'amato anfibio della biologia" assume un significato speciale dati i notevoli tratti dell'animale. Gli axolotl sono neotenici, il che significa che gli anfibi generalmente non maturano completamente come altre specie di salamandra, invece trattengono le branchie e vivono le loro vite sott'acqua come una specie di giovane. In rare occasioni, o quando stimolato in laboratorio, un axolotl attraverserà la metamorfosi e svilupperà i polmoni per sostituire le sue branchie.
Ad accompagnare questi tratti unici è un genoma straordinariamente complesso, con 32 miliardi di paia di basi rispetto a circa 3 miliardi di paia di basi nel DNA umano. L'axolotl ha il più grande genoma mai sequenziato, completato per la prima volta l'anno scorso da un team di scienziati europei. L'Università del Kentucky, che dirige la ricerca axolotl negli Stati Uniti, ha annunciato oggi che i ricercatori hanno aggiunto il sequenziamento di interi cromosomi allo sforzo europeo - "un aumento di circa mille volte della lunghezza dei pezzi assemblati", secondo Jeremiah Smith, un professore di biologia associato presso l'Università del Kentucky. Gli scienziati sperano di utilizzare questi nuovi dati per sfruttare alcune delle abilità uniche di axolotl.
L'axolotl è una salamandra con notevole capacità di rigenerazione. Può ricrescere la coda, gli arti, il midollo spinale, persino il cervello. (Università del Kentucky) Come altre salamandre, gli axolotl hanno la capacità di rigenerare completamente un intero arto quando vengono persi. "Le salamandre hanno questa capacità unica di rigenerare quasi tutto ciò che le tagli", afferma Smith. Le salamandre possono persino rigenerare le corde spinali, gli occhi e le parti del loro cervello.
Mentre la capacità di ricrescere un intero braccio è fuori dalla portata degli umani, studiare il genoma di axolotl potrebbe rivelare metodi genetici di rigenerazione dei tessuti che potrebbero essere utilizzati nella ricerca medica. Smith afferma che le capacità di rigenerazione di axolotl comportano l'uso di cellule staminali, nonché un metodo sconosciuto per far tornare le cellule nel sito della lesione in cellule staminali.
"Gli axolotl sono una specie modello da oltre 150 anni", afferma Smith. Il sequenziamento di questo genoma, il culmine di decenni di lavoro per alcuni degli scienziati coinvolti, rappresenta una pietra miliare enorme in quanto consentirà al lavoro di affinare le interazioni genetiche specifiche che consentono agli axolotl di rigenerare gli arti. Smith afferma che il suo team sta ora lavorando con il gruppo europeo per continuare a migliorare e perfezionare l'assemblea del genoma.
David Gardiner, professore di biologia all'Università della California Irvine che ha lavorato con axolotls e ha studiato la rigenerazione per decenni, afferma che i geni che controllano la rigenerazione non sono necessariamente unici delle salamandre.
“Le salamandre non sono speciali. Non è che abbiano speciali geni di rigenerazione ", afferma Gardiner. Anche se le salamandre regolano i loro geni in modo diverso dalle altre specie. L'obiettivo è quello di trovare un modo per segnalare i percorsi tra i geni e attivare la capacità di rigenerare il materiale genetico e infine i tessuti. Tale processo potrebbe essere possibile utilizzando un tipo di "bendaggio intelligente" che attiva determinati percorsi o attivando il processo con uno strumento di modifica genica come CRISPR-Cas9.
Tuttavia, "non potresti farlo se non sapessi quali sono quelle regioni", afferma Gardiner. Dice che lo "sforzo erculeo" di Smith e dei suoi colleghi per sequenziare il genoma aiuterà a portare avanti questo processo.
La ricerca dovrebbe anche far progredire la comprensione degli scienziati sulla genetica in generale. "Porterà la nostra comprensione al livello successivo", afferma Gardiner. Quando si tratta di rigenerazione, gli scienziati sono interessati a come alcuni geni possono influenzare e interagire con altri a migliaia di coppie di basi di distanza.
Drs. Jeramiah Smith e Randal Voss nel loro laboratorio all'Università del Kentucky. (Università del Kentucky) Smith e il suo team hanno già fatto uso di questa nuova mappa del genoma identificando il gene responsabile della causa di un difetto cardiaco che si verifica tra gli axolotl. "Fondamentalmente non sviluppano correttamente il loro cuore durante la prima infanzia", afferma Smith. La conoscenza dei geni responsabili di questo difetto può aiutare gli scienziati a capire cosa può causare alcuni problemi cardiaci nell'uomo.
Il lavoro ha anche implicazioni per la conservazione. Mentre l'axolotl può essere abbastanza comune nei laboratori di un certo sottoinsieme di scienziati genetici, la salamandra è in realtà molto sotto pressione nel suo singolare habitat allo stato brado. Quando l'Impero azteco cadde sugli spagnoli, gli europei convertirono la metropoli indigena in Città del Messico. L'area urbana ha continuato ad espandersi da allora, spesso a scapito dell'habitat delle zone umide che un tempo si estendeva attraverso la valle del Messico.
Oggi, il lago Xochimilco è un'ombra del lago Texcoco. Posizionato a sud-est di Città del Messico. La zona è popolare tra i turisti e i fine settimana della città che noleggiano barche nella zona del canale. Secondo l'Unione internazionale per la conservazione della natura, l'inquinamento idrico urbano, lo sviluppo commerciale, la caccia, i cambiamenti climatici e le specie invasive minacciano tutti la rimanente popolazione di axolotl selvaggia nei canali del lago Xochimilco.
Luis Zambrano, un biologo dell'Università Nazionale Autonoma del Messico, che lavora con gli axolotl, afferma che il lavoro sul genoma migliora l'importanza della conservazione degli anfibi in natura.
"Axolotls può sopravvivere in carri armati, ma la sua variazione può essere ridotta poiché il numero della popolazione e le origini sono limitate", afferma Zambrano in un'e-mail. "La variazione generica delle popolazioni selvatiche [è] diventata molto importante se vogliamo usare questo genoma di salamandra come sistema in grado di aiutare la salute umana ".
Gli Aztechi conoscevano il potere rigenerativo di axolotl e lo attribuivano a poteri permeati da Xolotl. Ora, il più grande ostacolo alla vera comprensione del segreto di questa capacità apparentemente divina è la minaccia che poniamo all'animale stesso da cui speriamo di imparare.
