Мікроскопічні черв’яки, що живуть у високорадіоактивному середовищі зони відчуження Чорнобиля, здається, не зазнають ушкоджень від радіації.
Нематоди, зібрані в цьому районі, не показали жодних ознак ушкоджень своїх геномів, всупереч очікуванням для організмів, що перебувають у такому небезпечному місці. Результати дослідження, опубліковані на початку цього року, не свідчать про те, що зона відчуження є безпечною, але дослідники стверджують, що черв’яки є стійкими і здатні адаптуватися до умов, які можуть бути непридатними для інших видів.
Це, за словами команди біологів на чолі з Софією Тінторі з Нью-Йоркського університету, може дати деякі уявлення про механізми відновлення ДНК, які одного дня можуть бути адаптовані для використання в медицині для людей.
Після вибуху реактора на Чорнобильській атомній електростанції в квітні 1986 року, район навколо нього та сусіднє місто Прип’ять в Україні стали строго забороненими для будь-якої особи без урядового дозволу. Радіоактивні матеріали, що потрапили в навколишнє середовище, піддають організми небезпечним рівням іонізуючого випромінювання, що значно підвищує ризик мутацій, раку та смерті.
Займе тисячі років, перш ніж ‘Чорнобиль’, як його пишуть в Україні, знову стане безпечним для життя людей. Багато хто знає це і уникає цього місця. Але тварини… вони не розуміють, щоб триматися подалі. Відтак, зона відчуження стала своєрідним радіоактивним, площею 2,600 квадратних кілометрів (1,000 квадратних миль) притулком для тварин.
Тести на тваринах, що живуть у регіоні, показали чіткі генетичні відмінності від тварин, що не потрапляють під вплив радіації. Але все ще залишається багато нез’ясованого про вплив катастрофи на місцеві екосистеми.
“Чорнобиль був трагедією незмірного масштабу, але ми досі не маємо чіткого уявлення про вплив катастрофи на місцеві популяції,” сказала Тінторі. “Чи вибрала раптова зміна навколишнього середовища види, або навіть індивідів у межах виду, які є природно стійкішими до іонізуючого випромінювання?”
Один зі способів отримання відповідей на це питання — дослідження нематод, мікроскопічних круглих червів, які живуть у різних середовищах (включаючи тіла інших організмів). Нематоди можуть бути надзвичайно витривалими; існують численні випадки, коли нематоди пробуджуються після тисяч років, проведених у вічному льоду.
Вони мають прості геноми і коротке життя, що дозволяє вивчати кілька поколінь за короткий проміжок часу. Це робить їх відмінними модельними організмами для дослідження різних аспектів, від біологічного розвитку до відновлення ДНК та реакції на токсини. Саме тому Тінторі та її колеги вирушили в Чорнобиль, щоб знайти нематод виду Oschieus tipulae, які зазвичай живуть у ґрунті.
Вони зібрали сотні нематод з гнилого фрукту, листя та ґрунту в зоні відчуження, використовуючи гейгерові лічильники для вимірювання рівня радіації і носивши захисні костюми проти радіоактивного пилу. Дослідники виростили майже 300 зібраних черв’яків у лабораторії і вибрали 15 екземплярів O. tipulae для секвенування геному.
Ці секвентовані геноми були порівняні з секвентованими геномами п’яти екземплярів O. tipulae з інших частин світу — Філіппін, Німеччини, США, Маврикію та Австралії.
Черв’яки з зони відчуження були переважно більш генетично схожі один на одного, ніж на черв’яків з інших місць, причому генетична відстань відповідала географічній відстані для всіх 20 штамів. Але ознак пошкодження ДНК від радіаційного середовища не виявлено.
Команда ретельно проаналізувала геном черв’яків і не знайшла жодних ознак великих хромосомних перебудов, яких можна було б очікувати в мутагенному середовищі. Вони також не знайшли жодної кореляції між рівнем мутацій черв’яків і рівнем радіації на місці, де кожен черв’як був зібраний.
Нарешті, вони провели тести на нащадках кожного з 20 штамів черв’яків, щоб визначити, як добре популяція переносить ушкодження ДНК. Хоча кожна лінія мала різний рівень толерантності, це також не корелювало з рівнем радіації, до якого були піддані їхні предки.
Команда змогла лише зробити висновок, що немає жодних доказів генетичного впливу середовища зони відчуження на геноми O. tipulae.
А те, що вони виявили, може допомогти дослідникам зрозуміти, чому деякі люди більш схильні до раку, ніж інші.
“Тепер, коли ми знаємо, які штами O. tipulae є більш чутливими або більш стійкими до ушкоджень ДНК, ми можемо використовувати ці штами для вивчення того, чому різні індивіди більше схильні до впливу канцерогенів,” сказала Тінторі.
“Розуміння того, як індивіди по-різному реагують на агенти, що пошкоджують ДНК в навколишньому середовищі, допоможе нам чіткіше уявити наші власні ризики.”