Un equipo de investigadores dirigido por científicos en Viena, Dresde y Heidelberg ha descifrado toda la información genética de la salamandra mexicana axolotl. El genoma axolotl, que es el genoma más grande que se haya secuenciado, será una herramienta poderosa para estudiar el molecularbase para volver a crecer las extremidades y otras formas de regeneración.
Las salamandras han servido durante mucho tiempo como valiosos modelos biológicos para el desarrollo, la regeneración y los estudios evolutivos. En particular, el axolotl mexicano Ambystoma mexicanum ha recibido especial atención debido a su asombrosa capacidad para regenerar partes del cuerpo. Si el animal con inclinación caníbal pierde una extremidad, volverá a formar un sustituto perfecto en cuestión de semanas, completo con huesos, músculos y nervios en los lugares correctos. Aún más fascinante, el axolotl puede reparar la médula espinal cortada y el tejido retiniano. Estas cualidades y la relativa facilidad en la reproducción lo han convertido en un modelo biológico favorito, cultivado en el laboratorio durante más de 150 años.
Estudiando la evolución de la regeneración
Una de las mayores colonias de axolotl es mantenida por el equipo de Elly Tanaka, ahora en el Instituto de Investigación de Patología Molecular IMP en Viena. El grupo Tanaka que estaba basado en el Centro DFG para Terapias Regenerativas Dresden en elTU Dresden y el Instituto Max Planck de Biología y Genética Celular Molecular MPI-CBG hasta 2016 están estudiando la biología celular molecular de la regeneración de las extremidades y la médula espinal y cómo evolucionaron estos mecanismos. A lo largo de los años, el equipo ha desarrollado un extenso juego de herramientas molecularespara el axolotl, que incluye datos completos de transcriptoma que revelan secuencias de codificación de proteínas en el genoma del animal. Utilizando estas herramientas, Elly Tanaka y sus colegas pudieron identificar las células que inician la regeneración y describen las rutas moleculares que controlan el proceso.
Para comprender completamente la regeneración y descubrir por qué es tan limitada en la mayoría de las especies, los científicos necesitan tener acceso a los datos del genoma para estudiar la regulación y la evolución de los genes. Hasta ahora, el genoma del axolotl había evadido un ensamblaje completo, debido a su gran tamaño.tamaño: con 32 mil millones de pares de bases, es más de diez veces más grande que el genoma humano. El proceso de ensamblaje de la secuencia utilizando las herramientas existentes se ha visto confundido por la enorme cantidad de secuencias repetitivas grandes en este genoma.
El desafío de secuenciar el genoma más grande
Un equipo internacional de investigadores dirigido por Elly Tanaka IMP, Michael Hiller y Gene Myers ambos MPI-CBG y Siegfried Schloissnig del Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg HITS ahora han secuenciado, ensamblado, anotado y analizadoel genoma completo de axolotl, el genoma más grande jamás decodificado. Usando la plataforma PacBio, una tecnología de secuenciación que produce lecturas largas para abarcar grandes regiones repetitivas, se secuenciaron un total de 72 435 954 lecturas en el DRESDEN Concept Genome Center, una articulaciónOperación entre el MPI-CBG y el TU Dresden. Los sistemas de software que fueron desarrollados conjuntamente por Gene Myers y Siegfried Schloissnig con su equipo en Heidelberg se utilizaron para ensamblar el genoma de estos millones de piezas. Las potentes máquinas de secuenciación que hicieron todo este proyectoposibles fueron financiados por la Fundación Klaus Tschira y la Sociedad Max Planck.
El análisis del genoma ensamblado descubrió varias características que parecen apuntar a la singularidad del axolotl: los investigadores descubrieron que varios genes que solo existen en axolotl y otras especies de anfibios se expresan en el tejido de las extremidades en regeneración. Lo más sorprendente es un desarrollo esencialEl gen llamado PAX3 no se encuentra en el genoma, y sus funciones han sido asumidas por otro gen denominado PAX7. Ambos genes juegan un papel clave en el desarrollo muscular y neuronal.
"Ahora tenemos el mapa en nuestras manos para investigar cómo las estructuras complicadas como las piernas pueden volver a crecer", dice Sergej Nowoshilow, coautor del estudio y becario postdoctoral en el IMP. "Esto es un cambiopunto para la comunidad de científicos que trabajan con axolotl, un hito real en una aventura de investigación que comenzó hace más de 150 años ".
La secuencia del genoma axolotl que ahora está disponible públicamente es un recurso poderoso para los investigadores de todo el mundo para estudiar la regeneración de tejidos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Max-Planck-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :