Lorsque le lac Xochimilco, près de Mexico, était le lac Texcoco, et que les Aztèques fondèrent leur capitale insulaire, Tenochtitlan, en 1325, une grande salamandre aquatique se développa dans le lac environnant. L'axolotl a des racines profondes dans la religion aztèque, car on pense que le dieu Xolotl, en donnant le nom à l'animal, s'est transformé en axolotl - bien qu'il n'ait pas empêché les Aztèques de savourer de temps à autre un axolotl grillé. La pratique de manger axolotl se poursuit, bien que l’espèce soit devenue en danger critique d’extinction dans la nature.
Sauver la salamandre que la nature a appelée «l'amphibien bien-aimé de la biologie» revêt une importance particulière compte tenu des traits remarquables de l'animal. Les axolotls sont néoténiques, ce qui signifie que les amphibiens ne sont généralement pas complètement matures comme les autres espèces de salamandres. Ils conservent leurs branchies et vivent sous l'eau comme une sorte de juvénile. En de rares occasions, ou lorsqu’il est stimulé en laboratoire, un axolotl subit une métamorphose et développe des poumons pour remplacer ses branchies.
Ces traits uniques sont accompagnés d’un génome d’une complexité remarquable, avec 32 milliards de paires de bases, contre environ 3 milliards de paires de bases dans l’ADN humain. L'axolotl possède le plus grand génome jamais entièrement séquencé, une première réalisée l'année dernière par une équipe de scientifiques européens. L’Université du Kentucky, qui dirige la recherche axolotl aux États-Unis, a annoncé aujourd’hui que les chercheurs avaient ajouté le séquençage de chromosomes entiers à l’effort européen - «un millier de fois la longueur des pièces assemblées», selon Jeremiah Smith, professeur agrégé de biologie à l'Université du Kentucky. Les scientifiques espèrent utiliser ces nouvelles données pour exploiter certaines des capacités uniques de l'axolotl.
L'axolotl est une salamandre dotée d'une remarquable capacité de régénération. Il peut repousser sa queue, ses membres, sa moelle épinière et même son cerveau. (Université du Kentucky) Comme les autres salamandres, les axolotls ont la capacité de régénérer complètement un membre en cas de perte. «Les salamandres ont cette capacité unique de régénérer presque tout ce que vous leur coupez», dit Smith. Les salamandres peuvent même régénérer la moelle épinière, les yeux et des parties de leur cerveau.
Bien que la capacité de repousser un bras entier soit hors de portée des humains, l’étude du génome axolotl pourrait révéler des méthodes génétiques de régénération des tissus susceptibles d’être utilisées en recherche médicale. Smith dit que les capacités de régénération de l'axolotl impliquent l'utilisation de cellules souches, ainsi qu'une méthode inconnue pour faire en sorte que les cellules sur le site de la blessure redeviennent des cellules souches.
«Les Axolotls sont une espèce modèle depuis plus de 150 ans», déclare Smith. Le séquençage de ce génome, fruit de plusieurs décennies de travail de la part des scientifiques impliqués, représente une étape importante dans la mesure où il permettra de préciser les interactions géniques spécifiques qui permettent aux axolotls de régénérer les membres. Smith dit que son équipe travaille maintenant avec le groupe européen pour continuer à améliorer et à polir l'assemblage du génome.
David Gardiner, professeur de biologie à l'Université de Californie à Irvine, qui a travaillé avec axolotls et étudié la régénération pendant des décennies, explique que les gènes qui contrôlent la régénération ne sont pas nécessairement propres aux salamandres.
«Les salamandres ne sont pas spéciales. Ce n'est pas qu'ils possèdent des gènes de régénération spéciaux », déclare Gardiner. Bien que les salamandres régulent leurs gènes différemment des autres espèces. L’objectif est de trouver éventuellement un moyen de signaler les voies entre les gènes et d’activer la capacité de régénérer le matériel génétique et, finalement, les tissus. Un tel processus pourrait être possible en utilisant un type de «bandage intelligent» qui active certaines voies ou en déclenchant le processus avec un outil d'édition de gène tel que CRISPR-Cas9.
Cependant, «vous ne pouvez pas faire cela si vous ne saviez pas quelles sont ces régions», dit Gardiner. Il dit que «l'effort herculéen» de Smith et de ses collègues pour séquencer le génome aidera à faire avancer ce processus.
La recherche devrait également permettre aux scientifiques de mieux comprendre la génétique en général. «Cela va amener notre compréhension au prochain niveau», déclare Gardiner. En ce qui concerne la régénération, les scientifiques s'intéressent à la manière dont certains gènes peuvent affecter et interagir avec d'autres, à des milliers de paires de bases.
Drs. Jeramiah Smith et Randal Voss à leur laboratoire à l'Université du Kentucky. (Université du Kentucky) Smith et son équipe ont déjà utilisé cette nouvelle carte du génome en identifiant le gène responsable de la survenue d'une malformation cardiaque survenant chez les axolotls: «Ils ne développent pas leur cœur correctement au début de leur vie», explique Smith. La connaissance des gènes responsables de ce défaut peut aider les scientifiques à comprendre ce qui peut causer des problèmes cardiaques chez l'homme.
Le travail a également des implications pour la conservation. Bien que l'axolotl puisse être assez courant dans les laboratoires d'un certain sous-ensemble de scientifiques du gène, la salamandre est actuellement soumise à beaucoup de pression dans son habitat singulier à l'état sauvage. Lorsque l'empire aztèque est tombé aux mains des Espagnols, les Européens ont converti la métropole autochtone à Mexico. La zone urbaine a continué à se développer depuis, souvent au détriment de l'habitat de zones humides qui se répandait autrefois dans la vallée du Mexique.
Aujourd'hui, le lac Xochimilco est une ombre du lac Texcoco. Situé au sud-est de Mexico. La région est populaire auprès des touristes et des weekenders de la ville qui louent des bateaux dans la région du canal. Selon l’Union internationale pour la conservation de la nature, la pollution des eaux urbaines, le développement commercial, la chasse, le changement climatique et les espèces envahissantes menacent la population restante d’axolotles sauvages dans les canaux du lac Xochimilco.
Luis Zambrano, biologiste à l'Université nationale autonome du Mexique qui travaille avec axolotls, affirme que le travail sur le génome renforce l'importance de la conservation de l'amphibien dans la nature.
"Les axolotls peuvent survivre dans des aquariums, mais leur variation peut être réduite en raison du nombre limité d'habitants et de leurs origines", déclare Zambrano dans un courrier électronique. "La variation générique des populations sauvages [est] devenue très importante si nous voulons utiliser ce génome de salamandre. en tant que système capable d’aider la santé humaine. "
Les Aztèques connaissaient le pouvoir régénérateur de l'axolotl et l'attribuaient à des pouvoirs conférés à Xolotl. Maintenant, le plus grand obstacle à la compréhension du secret de cette capacité apparemment divine est la menace que nous posons au même animal que nous espérons apprendre.
