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Les secrets de la régénération de ce dragon d'eau se trouvent dans son ADN

Un axolotl.

La capacité de l'axolotl à se régénérer est telle qu'il peut faire repousser des parties de son cerveau.

Photo : Tkadletz Hannes

Renaud Manuguerra-Gagné

L'axolotl est une créature fascinante. Pour les scientifiques, cet intérêt va bien au-delà de son apparence particulière : cet animal est le maître incontesté de la régénération et peut guérir à la perfection de n'importe quelle blessure. Des chercheurs viennent de faire un grand pas en avant dans la compréhension de son ADN, nous rapprochant ainsi des secrets de la régénération.

L’un des éléments les plus futuristes à l’heure actuelle en recherche médicale est la possibilité de régénérer les tissus ou les organes, de trouver le moyen de les faire « repousser » par eux même. Plusieurs projets de recherche se consacrent à cette tâche, en utilisant des cellules souches ou différentes molécules pour faciliter la guérison.

Mais la nature reste souvent le meilleur modèle. Et dans le monde de la régénération, il n’y a pas de meilleur exemple que l’axolotl, un amphibien originaire du Mexique.

Plusieurs salamandres sont déjà connues pour leur aptitude à faire repousser leurs membres lorsqu’ils sont sectionnés, mais les prouesses de l’axolotl dépassent largement le retour d’une patte perdue.

Cet animal peut recréer des copies quasi identiques de n’importe quelle partie de son corps. Par exemple, l’axolotl est capable de se remettre d’une section des nerfs de la moelle épinière, de faire repousser ses yeux, et peut même régénérer des pans entiers de son cerveau.

Ce talent spectaculaire a longtemps fasciné les scientifiques, qui cherchent depuis plusieurs années le secret des capacités régénératrices de l’axolotl à l’intérieur de son ADN.

Une équipe américaine a récemment fait une grande avancée (Nouvelle fenêtre) dans cette quête en publiant le premier génome correctement assemblé de l’animal, une avancée qui va grandement faciliter la recherche scientifique dans les années à venir.

Un casse-tête format géant

Séquencer les génomes d’espèces vivantes n’a rien de nouveau. Bien que complexe, cette technique est pratiquée par les biologistes depuis le premier séquençage réussi il y a de cela deux décennies.

Mais le génome de l’axolotl représente un défi même pour les chercheurs les plus expérimentés. Cet animal possède un génome immense, dix fois plus imposant que celui des humains, qui est le plus grand à avoir été étudié.

Malgré sa taille spectaculaire, ce génome a été séquencé pour la première fois en 2018. Pour effectuer cette tâche complexe, l’équipe a dû développer plusieurs techniques spécialement pour l’analyse de l’ADN de l’axolotl. Les chercheurs sont ainsi parvenus à analyser les 32 milliards de paires de base formant l’ensemble des gènes de cette petite salamandre.

De cette première analyse est venue la découverte que cet animal ne possède pas de gènes spéciaux favorisant la régénération. Il partage même plusieurs de ses gènes avec les humains.

Or, la tâche ne s’arrêtait pas là. Séquencer un génome revient à résoudre un casse-tête. Pour comprendre comment tous ces gènes interagissent entre eux, il faut les assembler. Et avec son immense taille, ce casse-tête représente un niveau de difficulté « expert ».

Génétique et généalogie

Pour savoir par où commencer, les chercheurs ont employé une méthode nommée « liaison génétique ». Le principe est que des gènes qui sont physiquement proches l’un de l’autre ont tendance à être passés à la génération suivante ensemble.

Pour suivre comment ces gènes sont hérités par les descendants, les chercheurs ont croisé l'axolotl avec son plus proche cousin, la salamandre tigre.

En suivant le déplacement des gènes sur deux générations, les chercheurs ont réussi à reconstituer les 14 chromosomes de l’axolotl.

Cette tâche colossale était nécessaire pour comprendre comment fonctionnent les pouvoirs régénérateurs de l’animal : connaître l’ordre dans lequel ses gènes s’activent dans la séquence d’événements entre le moment où survient une blessure et sa régénération complète est le seul moyen de pouvoir développer de nouvelles technologies médicales applicables à l’humain.

Ce type d’études montre aussi l’importance de protéger la biodiversité. De nos jours, bien que l’axolotl soit très commun en laboratoire, cette espèce a pratiquement disparu à l’état sauvage.

La détérioration rapide de son écosystème aquatique (qui ne consistait qu'en quelques lacs près de la ville de Mexico) en raison de l’activité humaine est la cause principale de sa disparition.

Science