Axolotls sind aquatische Salamander mit außergewöhnlichen regenerativen Fähigkeiten. Bild: IMP
Die liebenswert-skurrilen axolotl ist in der Lage regenerierende viele verschiedene Körperteile, einschließlich der Gliedmaßen, Organe und sogar Teile seines Gehirns. Wissenschaftler hoffen, dass ein tieferes Verständnis für diese außergewöhnliche Fähigkeiten könnte dazu beitragen, dass diese Art der regeneration von Gewebe möglich für den Menschen. Mit news heute der erste komplette axolotl Genoms können Forscher nun endlich das Geschäft mit der Entschlüsselung dieser Geheimnisse.
Axolotls sind kleine aquatische Salamander, deren einzige Heimat ist ein See in der Nähe von Mexiko-Stadt. Viele Tiere, wie Frösche, Seesterne, Plattwürmer, die in der Lage sind, die regeneration von Gewebe, aber der axolotl ist einzigartig, dass es regenerieren kann, viele verschiedene Körper-Teile, die im Laufe seines gesamten Lebenszyklus, einschließlich der Gliedmaßen, Schwanz, Herz, Lunge, Augen, Rückenmark, bis zur Hälfte seines Gehirns.
In einer ersten wissenschaftlichen Forscher von der University of Kentucky versammelt haben, die axolotl-Genom, die details, die veröffentlicht wurden, heute in der Genom-Forschung. Auf seine eigene, klingt vielleicht nicht so beeindruckend, so viele Tiere haben Ihre Genome sequenziert, die in den letzten Jahren. Bedenken Sie aber die schiere Größe und Komplexität der axolotl-Genom, welches aus 32 gigabasen oder 32 Milliarden Basenpaare.
“Die axolotl-Genom ist 10 mal größer als das menschliche Genom und ist eingeteilt in 14 Chromosomen. Betrachten Sie es als ein riesiges Bild puzzle board, wo das ultimative Ziel ist die Schaffung 14 große Bilder aus, die einzelnen Stücke des Puzzles,” Prayag Murawala, ein Genetiker am Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie in Wien, wer war nicht beteiligt mit der neuen Studie, sagte Gizmodo. “Bausteine dieser 14-Rätsel können erhalten werden, indem die verschiedenen sequencing-Technologien. Jedoch, die Ergebnisse der Sequenzierung nicht sagen, wo jedem Baustein gehört.”
In der Tat, die bisherige Arbeit in den axolotl-Genom ergab eine enorme Menge genetischer Daten, aber die Herausforderung wurde bei der korrekten Platzierung jedes puzzle block in die richtige Lage. Eine Genom-muss zusammengebaut werden in der richtigen Reihenfolge für Wissenschaftler, um wirklich zu verstehen, wie es funktioniert.
Bild: AP
Die Genom-Sequenzierung und Montage sind iterative Prozesse, nach Randal Voss, die co-lead-Autor der neuen Studie und einen professor in der Universität von Kentucky ‘ s Rückenmark und Gehirn Injury Research Center. Im letzten Jahr, seinem team einen Punkt erreicht, wo Sie hatte eine überschaubare Anzahl von Stücken zu arbeiten, werden rund 125.000 Menschen, die große Abschnitte der DNA, aber Sie hatte immer noch zu organisieren, diese Stücke in 14 extrem langen linearen DNA-Rätsel.
“Dazu haben wir eines der grundlegendsten Konzepte in der Genetik—linkage-Kartierung” Voss sagte Gizmodo. “Wenn Sie feststellen, dass DNA-Stücke neigen dazu, gemeinsam vererbt, dann muss Sie auch anzeigen in der Nähe zueinander.”
Zu tun, die genetische linkage-Analyse, Voss verwendeten Gewebe wurden und gefroren vor 18 Jahren durch die Kreuzung von axolotls zu tiger Salamander. Es dauerte ihm drei Jahre, um diese Kreuze. Die erste generation Kreuze wurden in den Jahren 1997 und die zweite generation, die Kreuze gemacht wurden, im Jahr 2000. Mit dieser Kreuze, Voss, Studie co-lead-Autor Jeramiah Smith, identifizierten genomischen Regionen, die in der linkage mapping Sinne—zu erklären, bestimmte Aspekte der axolotl Wachstum und Entwicklung. Andere gen-mapping-Studien setzte sich über die nächsten Jahre.
“Schneller Vorlauf bis 2015, Jeramiah… hatte die clevere Idee, um die Sequenz von DNA von Individuen, die diese Kreuze,” Voss erklärt, “und bauen eine Genom-Karte, erlaubt die Bestellung von rund 125.000 große DNA-Stücke zu ganzen Chromosomen. Es hat geklappt!”
Jetzt haben Forscher einen nahezu vollständigen axolotl Genom—die neue Montage erfordert noch ein bisschen fein-tuning (mehr dazu in einem bit), sondern, zusammen mit anderen, kann jetzt an die Arbeit gehen, die Identifizierung der Verantwortlichen Gene für axolotl Gewebe-regeneration. Damit könnten Wissenschaftler schließlich in der Lage, Gewebe zu regenerieren, in den Menschen, die Erleichterung des Körpers und die Haut nachwachsen, Rückenmark-Reparatur-und organheilung. Dies ist keine müßige Spekulation; die Studie wurde finanziert von der US National Institutes of Health und das US Department of Defense.
“Wir brauchen alle Daten zu beginnen, um zu verstehen, wie die Salamander sind in der Lage, Gewebe zu regenerieren”, sagte Voss. “Das VERTEIDIGUNGSMINISTERIUM ist daran interessiert, die Erhaltung der axolotl für die regenerative Medizin-Forschung gegeben, seine Versprechen zu offenbaren, die regenerative Reparatur Therapien für finger-und hand-Verletzungen in der Schlacht. Dieses Versprechen ist jetzt erkannte mit einem kompletten Genom-assembly.”
Murawala ist besonders begeistert von dem Potenzial für die Herz-bezogene Durchbrüche.
“Axolotls sind bekannt für Ihre Fähigkeit, sich zu regenerieren Ihre Herzen”, sagte er Gizmodo. “Man kann schneiden bis zu 30 Prozent seines Herzen und heilen Sie Ihr Herz, ohne Mängel oder Schrammen.”
Während Ihrer Forschung, Voss und Smith entdeckte einen Mutanten axolotl, der nicht in der Lage war, die Reparatur seines Herzens. Dies führte zur Identifizierung einer mutation der tnnt2-gen. Die Identifizierung dieses Gens, zusammen mit anderen, die erforderlich sind für axolotl generation, wird zukünftig Wissenschaftlern ermöglichen, Sie zu identifizieren “regenerative Straßensperren in Säugetieren”, in den Worten von Murawala.
“Wie ein axolotl-Forschung Gemeinschaft, wir alle freuen uns über diese aktuelle Arbeit, denn es ist eine Ressource, die wir alle verwenden in unserer biologischen Studien.”
Jessica Whited, assistant professor an der Harvard University Department of Stem Cell and Regenerative Biology, bezeichnete das neue Werk als eine “bahnbrechende Studie”, die, auf seine eigene, ist eine wertvolle Ressource, sondern dient auch als eine wichtige proof-of-concept für die genetische Forschung in axolotls.
“Hier, Sie haben eine physische Karte, die sich viele stellen im Genom zu einem anderen, zu identifizieren, zum Beispiel, welche Gene sich auf dem gleichen Chromosom und ungefähr, wie weit Sie voneinander entfernt liegen,” Whited sagte Gizmodo. “Es ist wahrscheinlich, dass die erhöhte Auflösung wird sich mit der weiteren Anwendung dieser Techniken. Jedoch, wie ein axolotl-Forschung Gemeinschaft, wir alle freuen uns über diese aktuelle Arbeit, denn es ist eine Ressource, die wir alle verwenden in unserer biologischen Studien.”
Wie bereits erwähnt, die Genom-Sequenzierung und Montage ist ein iterativer Prozess, es gibt also noch Arbeit zu tun. Aufbau eines Chromosoms Ebene Montage für die axolotl ist eine große Leistung, keine Frage, aber Voss und seine Kollegen sind nun auf der Suche nach dem nächsten Schritt, der zu machen die Montage noch besser.
Die Natur ist erstaunlich, und es ist schon viele Probleme gelöst für uns. Wir müssen nur herausfinden, die nuts ‘ n ‘ bolts. Letztlich ist die regeneration von Gewebe bei Menschen funktionieren möglicherweise nicht genau wie es in der Salamander, aber wenn wir es nutzen, in einem breiten Weg, wird es einen Paradigmenwechsel für die Medizin.
[Genom-Forschung]
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