Salamander-genom giver fingerpeg om unik regenerativ evne

Forskere ved Karolinska Institutet i Sverige har formået at sekventere det gigantiske genom af en salamander, den iberiske ribbet vandsalamander, hvilket er hele seks gange større end det menneskelige genom. Blandt de tidlige fund er en familie af gener, der kan give spor til salamandernes unikke evne til at genopbygge komplekst væv, selv kropsdele. Undersøgelsen er publiceret i Naturkommunikation .

Det er første gang, at et helt salamandergenom er blevet sekventeret, en bedrift, der kan give anledning til nye opdagelser om paddernes evne til at genskabe hjerneneuroner såvel som hele kropsdele. Blandt de første fund er et væld af kopier af en bestemt mikroRNA-gruppe, som hos pattedyr hovedsageligt findes i embryonale stamceller, men også i tumorceller.

"Det bliver spændende at finde ud af, hvordan regenerering i den voksne organisme reaktiverer embryonale gener, " siger studieleder professor András Simon ved Karolinska Institutets afdeling for celle- og molekylærbiologi. "Det, der er nødvendigt nu, er funktionelle undersøgelser af disse mikroRNA-molekyler for at forstå deres funktion i regenerering. Linket til kræftceller er også meget interessant, især i betragtning af salamanders markante modstand mod tumordannelse."

Selvom overfloden af ​​stamcelle-microRNA-gener er ret overraskende, det kan ikke alene forklare, hvordan salamandere regenererer så godt. Professor Simon forudser, at forklaringen ligger i en kombination af gener, der er unikke for salamandere, og hvordan andre mere almindelige gener orkestrerer og styrer selve regenereringsprocessen.

En af grundene til, at salamander-genomer ikke er blevet sekventeret før, er dens store størrelse - seks gange større end det menneskelige genom i tilfældet med den iberiske vandsalamander, hvilket har udgjort en enorm teknisk og metodisk udfordring.

"Det er først nu, at teknologien er tilgængelig til at håndtere et så stort genom, " siger professor Simon. "Sekvenseringen i sig selv tager ikke så lang tid - det er at genskabe genomet fra sekvenserne, der er så tidskrævende."

"Vi indså alle, hvor udfordrende det ville blive, " fortæller førsteforfatter Ahmed Elewa, postdoc ved samme afdeling. "Men det faktum, at det var sådan en udfordring, gjorde det hele mere spændende."

Gruppen på Karolinska Institutet er nu i dialog med andre forskere for at opdage, hvad der kan læres af salamandergenomet og teste nye hypoteser gennem systematiske sammenligninger med pattedyr.

"Vi viste for ti år siden, at salamandere kan genskabe alle de celler, der dør i Parkinsons sygdom i løbet af fire uger, " siger professor Simon. "Vi kan nu dykke dybt ned i de molekylære processer, der ligger til grund for denne evne. Selvom vi laver grundforskning, vores resultater kan forhåbentlig føre til udviklingen af ​​nye regenerative strategier for mennesker."