Il DNA della salamandra axolotl è stato sequenziato per scoprire i segreti della sua rigenerazione

Esemplare di axolotl (Foto cortesia IMP)
Esemplare di axolotl (Foto cortesia IMP)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” descrive una ricerca sul genoma dell’axolotl (Ambystoma mexicanum), una specie di salamandra in grado di rigenerare i propri arti ma anche un midollo spinale distaccato e il tessuto della retina. Un team di ricercatori ha sequenziato il DNA di quest’animale per cercare di scoprire i segreti delle sue capacità di rigenerazione. Si tratta del più ampio genoma sequenziato finora con i suoi 32 miliardi di basi.

Poche settimane fa, era stato annunciato il sequenziamento del DNA di un’altra specie di salamandra, il pleurodele di Waltl (Pleurodeles waltl). Questa specie ha un genoma circa sei volte più ampio di quello umano, l’axolotl ha un genoma che è un po’ più di una volta e mezza quello del pleurodele di Waltl e circa dieci volte più ampio di quello umano. Sequenziare un DNA così ampio è stata un’impresa notevole per il team di ricercatori guidato da Elly Tanaka del Research Institute of Molecular Pathology (IMP) di Vienna.

Il sequenziamento è stato condotto attraverso una serie di letture di frammenti del DNA dell’axolotl per un totale di 72.435.954 letture. Per assemblare i dati di tutte quelle letture è stato necessario per i ricercatori che hanno coordinato questa fase, Gene Myers del Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics (MPI-CBG) e Siegfried Schloissnig del Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS), scrivere un nuovo software chiamato MARVEL, disponibile sotto licenza Creative Commons sul sito GitHub.

La seconda fase della ricerca è stata quella dell’analisi del DNA dell’axolotl, dove gli scienziati hanno cominciato a capire quali geni sono coinvolti nella rigenerazione. Quel genoma è così ampio anche perché ci sono parti ripetute ma analizzandolo sono stati trovati alcuni geni molto interessanti. Ad esempio, molti geni esistono solo nell’axolotl e in altre specie di anfibi e vengono espressi nella rigenerazione dei tessuti degli arti.

Una scoperta sorprendente è che nel DNA dell’axolotl manca completamente un gene chiave nello sviluppo di muscoli e alcuni tessuti nervosi chiamato PAX3. Al suo posto è stato trovato un altro gene, chiamato PAX7. I ricercatori hanno provato a compiere sperimenti sul gene mdoficandolo tramite una delle tecniche CRISPR che sono oggi molto usate ma anche con una tecnica TALEN per vedere i risultati, generalmente negativi per le funzioni di rigenerazione.

Sergej Nowoshilow dell’IMP, uno degli autori dell’articolo, ha definito questo sequenziamento del DNA un punto di svolta per gli scienziati che stanno lavorando con l’axolotl, una pietra miliare in una ricerca cominciata oltre 150 anni fa. Lo scienziato ha fatto notare che ora lui e i suoi colleghi hanno in mano una mappa per indagare sul modo in cui strutture complesse possono ricrescere.

Riprodurre quel tipo di processo negli esseri umani è un obiettivo ancora lontano ma la possibilità di studiare il DNA dell’axolotl è fondamentale. C’è però un problema serio: l’axolotl è una specie quasi estinta a causa della distruzione del suo ambiente naturale. È uno dei casi in cui gli esseri umani rischiano di danneggiare se stessi con i loro comportamenti.

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