Der Axolotl (Ambystoma mexicanum) regeneriert fast alles nach fast jeder Verletzung, die ihn nicht tötet.
Die Regenerationsfähigkeit des Axolotls ist legendär: Kommen ihm Gliedmaßen, Bestandteile lebenswichtiger Organe oder gar Teile seines Gehirns abhanden, wächst dem mexikanischen Schwanzlurch Ambystoma mexicanum das fehlende Gewebe einfach nach, und er ist praktisch wieder wie neu. Wissenschafter sind schon lange fieberhaft auf der Suche nach den genetischen Grundlagen dieser "Superkraft", denn diese könnten zu neuen Methoden führen, um beschädigtes Gewebe auch beim Menschen wiederherzustellen.
Eine weitere Besonderheit des Axolotl ist diesen Bemühungen jedoch bisher im Weg gestanden: Die Spezies besitzt das größte Genom aller bisher sequenzierten Tiere, was es äußerst schwer macht, die für die Regeneration verantwortlichen Gene ausfindig zu machen.
Gen-Editing als Werkzeug
Nun aber haben Parker Flowers und sein Team von der Yale University in New Haven (Connecticut) einen Weg gefunden, die Komplexität des Axolotl-Genoms gleichsam zu umgehen und mindestens zwei Gene zu identifizieren, die an der Regeneration beteiligt sind. Die Entwicklung neuer Sequenzierungsmethoden und Gen-Editing-Technologien hat es Forschern ermöglicht, eine Liste von Hunderten von Genkandidaten zu erstellen, die für die Wiederherstellung von Gliedmaßen verantwortlich sein könnten. Die enorme Größe des Axolotl-Genoms, das in weiten Teilen aus sich wiederholenden DNA-Abschnitten besteht, hat es jedoch schwierig gemacht, die konkreten Funktionen dieser Gene näher zu bestimmen.
Lucas Sanor, ein ehemaliger Doktorand im Labor von Craig Crews, und Ko-Erstautor Flowers verwendeten daher die Gen-Editing-Technik CRISPR/Cas in einem mehrstufigen Prozess. Das Verfahren half den Forschern Marker zu erstellen, mit denen die Funktion von 25 Genen nachverfolgt werden können, die im Verdacht stehen, an der Regeneration von Gliedmaßen beteiligt zu sein.
Suche nach dem Aktivierungsschlüssel
Die im Fachjournal "eLife" beschriebene Methode ermöglichte es den Wissenschaftern, zwei besondere Gene im Blastem zu identifizieren, einer Masse sich teilender Zellen, die sich an der Stelle eines abgetrennten Körpergliedes bildet. Flowers und sein Team sind davon überzeugt, dass noch wesentlich mehr solcher Gene existieren. Da Menschen ähnliche Gene besitzen, könnten Wissenschafter eines Tages herausfinden, wie sie aktiviert werden, um die Wundheilung zu beschleunigen oder Gewebe zu regenerieren. (red, 3.2.2020)