Wenn ein Tier das Attribut "unterschätzt" verdient, dann wohl der Axolotl (Ambystoma mexicanum). Er fristet sein Dasein als Dauerlarve. Während seine nahen Verwandten, die wie er als Quappe zur Welt kommen, nach pubertärer Metamorphose wie eine vollwertige Amphibie aussehen, hört die Entwicklung des Riesenbabys unter den Lurchen mittendrin auf. Er behält die Kiemenbüschel am Kopf, die sonst nur Larven tragen. Auch seine Quappengestalt verändert sich kaum, außer dass ihm mit der Zeit Arme, Beine und ein flacher Schwanz wachsen. Weil sich bei ihm auch keine Lungen ausbilden, muss er sein Leben lang im Wasser bleiben.

Genau dieses halbgare Stadium ist es allerdings, das dem Axolotl einen Überlebensvorteil verschafft: Wann immer er ein Körperteil verliert, wächst binnen weniger Wochen ein perfekter Ersatz mit Knochen, Muskeln und Nerven nach. Auch durchtrenntes Rückenmark und verletztes Netzhautgewebe kann er wiederherstellen. Ein Muss für die kannibalisch veranlagte Art. Und genau wegen dieser Fähigkeit zur Regeneration von Gliedmaßen ist der Axolotl ein Schlüssel bei der Erforschung nachwachsender Gliedmaßen, Muskeln und Nerven. Denn auch Mediziner wüssten zu gerne, wie man solches Gewebe für Menschen nachzüchten könnte. Der Schlüssel dazu liegt im Genom des Axolotls – und das haben Wissenschaftler jetzt entziffert. 

Welche Gene lassen Beine nachwachsen?

Wie das Erbgut des mexikanischen Schwanzlurchs genau aussieht, beschreibt das internationale Forscherteam – darunter Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden und vom Heidelberger Institut für Theoretische Studien – in der neusten Ausgabe des Magazins Nature (Nowoshilow et al., 2018).

Mit 32 Milliarden Basenpaaren sei dessen Erbinformation mehr als zehnmal so groß wie das menschliche Genom. Eine Gruppe um Elly Tanaka, die am Institut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien eine der größten Axolotl-Kolonien betreut, fand dabei mehrere Gene, die nur beim Axolotl und anderen Amphibienarten vorkommen und in regenerierendem Gewebe aktiv sind. "Wir haben jetzt die genetische Karte in der Hand, mit der wir untersuchen können, wie komplizierte Strukturen – zum Beispiel Beine – nachwachsen", sagte ihr Kollege Sergej Nowoshilow. Wegen seiner Superkräfte ist der Axolotl schon seit rund 150 Jahren Gegenstand der Forschung.

Der Axolotl wird bis zu 25 Zentimeter groß und existiert seit rund 350 Millionen Jahren. Er wird bis zu 25 Jahre alt. Von ihm leben in Labors mittlerweile wohl mehr Exemplare als in freier Natur. Es gilt als wahrscheinlich, dass sein Kannibalismus ein wesentlicher Grund für die extreme Regenerationsfähigkeit ist.

Bisher war das Axolotl-Genom aufgrund seiner Größe nie komplett entziffert worden. Dank der neuen PacBio-Technologie zur Bestimmung längerer Stücke des Genoms sei das nun möglich, schreiben die Wiener Forscher aus dem Team. Auffallend sei, dass das wichtige und weit verbreitete Entwicklungsgen PAX3 beim Axolotl vollständig fehle. Dessen Funktion übernehme ein verwandtes Gen namens PAX7. Beide Gene spielten eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Muskeln und Nerven.