Der Axolotl kann Knochen, Muskeln und Organe nachwachsen lassen. Sein Genom könnte Aufschluss geben, ob Ähnliches beim Menschen möglich ist.
Wien. Sie nannten ihn "Wassermonster", vielleicht wegen seines spukhaften Aussehens: Der Axolotl wird zwar nur 28 Zentimeter lang, ist jedoch breit, gedrungen und bewegt sich behäbig wie ein Krokodil. Aus seinem Kopf ragen links und rechts Kiemenbüschel von fast außerirdischer Anmutung. Der Naturforscher Alexander von Humboldt brachte den mexikanischen Schwanzlurch im Jahr 1804 nach Europa - als exotische Kuriosität für das Pariser Naturkundemuseum.
Heute ist der fleischfressende Salamander, dessen Name sich aus atl (Wasser) und Xolotl (ein Aztekengott) ableitet, das Objekt intensiver Forschung. Der Grund ist seine erstaunliche Regenerationsfähigkeit: Wird ein Axolotl im Zweikampf verletzt, heilen die Wunden schnell. Verliert er dabei einen Körperteil, wächst binnen weniger Wochen ein perfekter Ersatz mit Knochen, Muskeln und Nerven nach. Auch beschädigte Organe, durchtrenntes Rückenmark und verletztes Netzhautgewebe kann das "Wassermonster" ersetzen.
"Die Haut scheint eine spezielle Regenerationsfähigkeit zu haben", erläutert die Biochemikerin Elly Tanaka vom Institut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien. "Sie setzt Faktoren frei, die den Zellen das Kommando geben, sich sofort wieder zu teilen. Die Zellen schalten jene genetischen Programme an, die auch beim embryonalen Axolotl das Wachstum steuern. Somit kann der Salamander sein ganzes Leben lang Stammzellen für Ersatz-Körperteile erzeugen."
Tanaka betreut am IMP eine der größten Axolotl-Kolonien weltweit. Ihr Team erforscht die molekularen Mechanismen, die der Gliedmaßen-Regeneration zugrunde liegen, und deren Evolution. "Wir untersuchen, wie die Zellen auf Verletzungssignale reagieren, um die ganze Kaskade an Prozessen anzuschalten, die zu neuem Wachstum führen", sagt sie. Auf dem Erbgut hat das Team Gene und Vorlagen für Abschnitte, die das Ablesen von Genen regulieren (Mikro-RNAs) ausgemacht, die in regenerierendem Gewebe aktiv sind. Auffallend sei, dass es diese Gene fast nur in einfachen Organismen gibt, nicht in höheren Wirbeltieren.
Tanaka hat zusammen mit Kollegen aus Dresden und Heidelberg das Genom des mexikanischen Salamanders entschlüsselt. Das Axolotl hat das bisher größte Genom, das jemals sequenziert wurde, berichtet das Team im Fachjournal "Nature". Mit 32 Milliarden Basenpaaren ist es mehr als zehn Mal so groß wie das menschliche Genom.
Der Grund für die Größe sind springende Gene, die sich im Erbgut einnisten, und dem Wirt manchmal Vorteile verschaffen. "Wir wissen nicht, warum diese Erbgut-Parasiten existieren, aber sie kommen einigen Pflanzen und Tieren vor", sagt die Biochemikerin. Ob sie der Regenerationsfähigkeit dienen, sei zu untersuchen.
Weiters wollen die Forscher herausfinden, ob die Erkenntnisse auch für Menschen nützlich sind - etwa bei der Züchtung von Gewebe zur Transplantation. "Wir können sicher sagen, dass unsere Arbeit Erkenntnisse liefert, welche Signale wir menschlichen Zellen geben müssten, wenn sie sich auf eine ähnliche Weise regenerieren sollen", sagt Tanaka: "Offen ist, ob die Mechanismen in den Zellen von Axolotl auch in Mäusen oder Menschen funktionieren."
Gewissermaßen bleibt der Axolotl sein ganzes Leben, das bis zu 20 Jahren dauert, juvenil. Er erreicht die sexuelle Reife, verliert jedoch nie seine Kiemenbüschel, die bei anderen Wasserbewohnern nur in der Jugend vorkommen.