Der Axolotl

Von Dr. E. Bade

Die Umwandlung der Axolotl

Von Alfred Zimmermann

Etwas über Axolotl

Von H. Lewandowsky

Axolotl, de Julio Cortázar como exponente del cuento de doble trama

Fil: Di Gerónimo, Miriam. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Filosofía y Letras

The role of thyroid hormone in zebrafish and axolotl development

Exogenous thyroid hormone (TH) induces premature differentiation of the zebrafish pectoral fins, which are analogous to the forelimbs of tetrapods. It accelerates the growth of the pelvic fins but not precociously. Goitrogens, which are chemical inhibitors of TH synthesis by the thyroid gland, inhibit the transition from larva to juvenile fish including the formation of scales, and pigment pattern; they stunt the growth of both pectoral and pelvic paired fins. Inhibition by goitrogens is rescued by the simultaneous addition of thyroxine. The effect of adding TH to the rearing water of the postembryonic Mexican axolotl was reinvestigated under conditions that permit continued growth and development. In addition to morphological changes that have been described, TH greatly stimulates axolotl limb growth causing the resulting larva to be proportioned as an adult in about two months. This study extends the known evolutionary relatedness of tetrapod limbs and fish fins to include the TH stimulation of salamander limb and zebrafish fin growth, and suggests that TH is required to complete the life cycle of a typical bony fish and a salamander at the same developmental stage that it controls anuran and flounder metamorphosis.

Adaptive evolution via a major gene effect: Paedomorphosis in the Mexican axolotl

Although adaptive evolution is thought to depend primarily on mutations of small effect, major gene effects may underlie many of the important differences observed among species in nature. The Mexican axolotl (Ambystoma mexicanum) has a derived mode of development that is characterized by metamorphic failure (paedomorphosis), an adaptation for an entirely aquatic life cycle. By using an interspecific crossing design and genetic linkage analysis, a major quantitative trait locus for expression of metamorphosis was identified in a local map of amplified fragment length polymorphisms. These data are consistent with a major gene hypothesis for the evolution of paedomorphosis in A. mexicanum.

L'axolotl : un modèle pour la régénération osseuse

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Caractérisation de gènes ostéogéniques chez l'axolotl

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Clonage et analyse de la protéine suppresseur de tumeur P53 chez l'axolotl

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'axolotl : un modèle pour la régénération osseuse

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Caractérisation de gènes ostéogéniques chez l'axolotl

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Clonage et analyse de la protéine suppresseur de tumeur P53 chez l'axolotl

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Étude du rôle des gènes TGF-β1 et HSP-70 lors du processus de régénération du membre chez l’axolotl

Les urodèles amphibiens, dont fait partie l’axolotl (Ambystoma mexicanum), ont la capacité de régénérer leurs organes et membres suite à une amputation, tout au long de leur vie. La patte est l’organe dont le processus de régénération est le mieux caractérisé et ce dernier est divisé en deux phases principales. La première est la phase de préparation et commence immédiatement suite à l’amputation. Elle renferme des étapes essentielles au processus de régénération comme la guérison de la plaie et la formation d’une coiffe apicale ectodermique. Par la suite, les fibroblastes du derme et certaines cellules musculaires vont revenir à un état pluripotent via un processus appelé dédifférenciation cellulaire. Une fois dédifférenciées, ces cellules migrent et s’accumulent sous la coiffe apicale pour former le blastème. Lors de la phase de redéveloppement, les cellules du blastème se divisent puis se redifférencient pour régénérer la partie amputée. Fait intéressant, la régénération d’un membre ou la guérison d’une plaie chez l’axolotl ne mène jamais à la formation d’une cicatrice. Afin d’en apprendre plus sur le contrôle moléculaire de la régénération, les gènes Heat-shock protein-70 (Hsp-70) et Transforming growth factor-β1 (Tgf-β1) ont été sélectionnés. Ces gènes jouent un rôle important dans la réponse au stress et lors de la guérison des plaies chez les mammifères. HSP-70 est une chaperonne moléculaire qui est produite pour maintenir l’intégrité des protéines cellulaires lorsqu’un stress se présente. TGF-β1 est une cytokine produite suite à une blessure qui active la réponse inflammatoire et qui stimule la fermeture de la plaie chez les amniotes. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que Hsp-70 est exprimé et régulé lors du développement et de la régénération du membre chez l’axolotl. D’autre part, nos expériences ont mené à l’isolation de la séquence codante pour Tgf-β1 chez l’axolotl. Nos résultats montrent que Tgf-β1 est exprimé spécifiquement lors de la phase de préparation dans le membre en régénération. De plus, le blocage de la voie des Tgf-β avec l’inhibiteur pharmacologique SB-431542, lors de la régénération, mène à l’inhibition du processus. Ceci démontre que la signalisation via la voie des Tgf-β est essentielle à la régénération du membre chez l’axolotl.

Analyse fonctionnelle du gène BMP-2 lors de la régénération du membre chez l’axolotl

Les amphibiens urodèles (e.g. les axolotls) possèdent la remarquable capacité de régénérer plusieurs parties de leur corps. Ils peuvent, entre autres, régénérer parfaitement un membre amputé par épimorphose, un processus biphasique comprenant une phase de préparation, spécifique à la régénération, et une phase de redéveloppement, commune à l’épimorphose et au développement embryonnaire. Durant la phase de préparation, les cellules du moignon se dédifférencient en cellules pseudo-embryonnaires, prolifèrent et migrent distalement au plan d’amputation pour former un blastème de régénération. Parmi les vertébrés, la dédifférenciation est unique aux urodèles. Afin de mieux comprendre le contrôle moléculaire de la régénération chez les urodèles, nous avons choisi d’étudier BMP-2, un facteur de croissance, en raison de son implication dans la régénération des phalanges distales chez les mammifères. Le facteur de transcription MSX-1 a également été sélectionné en raison de sa capacité à induire la dédifférenciation cellulaire in vitro et de son interaction potentielle avec la signalisation des BMPs. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que BMP-2 et MSX-1 sont exprimés lors des phases de préparation et de redéveloppement de l’épimorphose, et que leur profil d'expression spatio-temporel est très semblable, ce qui suggère une interaction de leurs signaux. En outre, chez les tétrapodes amniotes, l’expression de Shh est restreinte au mésenchyme postérieur des membres en développement et chevauche l’expression de BMP-2. Toutefois, l’expression de BMP-2 n’est pas restreinte à la région postérieure mais forme un gradient postéro-antérieur. Shh est le principal régulateur de la formation du patron de développement antéro-postérieur du ii membre. Étant donné les domaines d’expression chevauchants de BMP-2 et Shh et la restriction postérieure d’expression de Shh, on croit que Shh régule la formation du patron de développement de postérieur à antérieur par l’activation de l’expression de BMP-2. Fait intéressant, l’axolotl exprime également Shh dans la région postérieure, mais le développement des pattes se fait de la région antérieure à la région postérieure au lieu de postérieur à antérieur comme chez les autres tétrapodes, et ceci durant le développement et la régénération. Nous avons utilisé cette caractéristique de l’axolotl pour démontrer que la signalisation Shh ne structure pas l’autopode via BMP-2. En effet, l’expression de BMP-2 n'est pas régulée par l'inhibition de la signalisation Shh, et son expression est du côté opposé à celle de Shh durant le développement et la régénération des pattes de l’axolotl. Il a été observé durant le développement du membre chez la souris que MSX-1 est régulé par la signalisation Shh. Nos résultats ont démontrés que chez l’axolotl, MSX-1 ne semble pas régulé par l'inhibition de la signalisation Shh au cours de la régénération du membre. De plus, nous avons démontré que contrairement à l’expression de Shh, l’expression de BMP-2 est corrélée avec l’ordre de formation des phalanges, est impliquée dans la condensation cellulaire et dans l'apoptose précédant la chondrogenèse. L’ensemble de ces résultats suggère un rôle de BMP-2 dans l’initiation de l’ossification endochondrale. Enfin, nous avons démontré que la signalisation BMP est indispensable pour l’épimorphose du membre durant la phase de redéveloppement.

Expression of pax-6 during urodele eye development and lens regeneration.

Regeneration of eye tissues, such as lens, seen in some urodeles involves dedifferentiation of the dorsal pigmented epithelium and subsequent differentiation to lens cells. Such spatial regulation implies possible action of genes known to be specific for particular cell lineages and/or axis. Hox genes have been the best examples of genes for such actions. We have, therefore, investigated the possibility that such genes are expressed during lens regeneration in the newt. The pax-6 gene (a gene that contains a homeobox and a paired box) has been implicated in the development of the eye and lens determination in various species ranging from Drosophila to human and, because of these properties, could be instrumental in the regeneration of the urodele eye tissues as well. We present data showing that pax-6 transcripts are present in the developing and the regenerating eye tissues. Furthermore, expression in eye tissues, such as in retina, declines when a urodele not capable of lens regeneration (axolotl) surpasses the embryonic stages. Such a decline is not seen in adult newts capable of lens regeneration. This might indicate a vital role of pax-6 in newt lens regeneration.