Dankzij nieuwe sequencingtechnieken zijn de genomen van zowel de axolotl als een platworm in kaart gebracht. Wellicht komen we er nu achter waarom beide soorten zo goed zijn in het weer laten aangroeien van afgehakte lichaamsdelen, blijkt uit twee Nature-publicaties vanuit het Max Planck-instituut voor moleculaire celbiologie en genetica in Dresden.

Beide soorten zijn tevens behept met uitzonderlijk veel repetitieve sequenties, stukken DNA-code die vele malen terugkeren in het genoom. Dat maakt sequencing tot een grote uitdaging. De procedure komt er immers altijd op neer dat je het DNA in kleine stukjes hakt, die in kaart brengt en dan aan de hand van overlappende delen het hele genoom probeert te reconstrueren. Zijn die kleine stukjes zo kort dat ze in hun geheel uit één repetitieve sequentie kunnen komen, dan kom je er nooit meer achter waar ze precies thuis horen.

De kunst is dus een sequencingtechniek te vinden waarbij die stukjes minder klein zijn. In dit geval single molecule real-time sequencing (SMRT) van Pacific Biosciences. Het komt er op neer dat je een enkele streng op een chip laat dupliceren door een DNA polymerase-enzym, dat je ‘voert’ met nucleotides die elk in een andere kleur zijn gelabeld. Met behulp van optische technieken houd je het proces stap voor stap bij en noteert de kleurtjes.

Een andere verbetering is MARVEL, een in Dresden ontwikkeld computeralgoritme dat die langere stukken betrouwbaarder aan elkaar breit dan voorheen.

Elly Tanaka, inmiddels verhuisd naar Wenen, heeft met haar Dresdense collega’s zo het genoom opgehelderd van de axolotl, een Mexicaanse watersalamander die een afgehapte poot binenn een paar weken kan vervangen door een perfect duplicaat. De axolotl lijkt zo’n 23.000 genen te hebben, iets meer dan de mens, maar er zitten zoveel repetities tussen dat het complete genoom met 32 miljard basenparen meer dan tien keer zo groot is.

Het dier heeft een aantal genen die je eigenlijk alleen terugvindt bij andere salamanders. Het geheim van het aangroeien van die poten moet haast wel dáár in zitten. Ook blijkt de axolotl één gen genaamd PAX3 te missen dat bij zoogdieren absoluut essentieel is voor de spiervorming; het lijkt er op dat een ander gen genaamd PAX7 die rol heeft overgenomen en de vraag is nu wat voor effect dat heeft - temeer omdat van een Spaanse salamander bekend is dat hij ze allebei heeft.

Een andere Dresdense groep onder leiding van Jochen Rink stortte zich op de platworm Schmidtea mediterranea die nog veel handiger is in regeneratie. Hak hem in kleine stukjes en elk stukje groeit uit tot een complete platworm. Zijn genoom omvat slechts 400 miljoen basenparen maar tussen de repetitieve sequenties heeft hij eveneens iets meer eiwitcoderende genen zitten dan de mens. Hij blijkt er echter 124 te missen die bij vrijwel alle andere diersoorten essentieel zijn voor de celdeling, en de vraag is nu hoe hij die dán voor elkaar krijgt.

bron: Max-Planck-Gesellschaft, Nature