|
Крошечные черви переносят чернобыльскую радиацию
|
|
|
|
Катастрофа на Чернобыльской атомной электростанции в 1986 году превратила окружающую местность в самый радиоактивный ландшафт на Земле. Люди были эвакуированы, но многие растения и животные продолжают жить в регионе, несмотря на высокий уровень радиации, который сохраняется почти четыре десятилетия спустя. Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences и возглавляемое исследователями из Нью—Йоркского университета, показывает, что воздействие хронической радиации из Чернобыля не повредило геномы микроскопических червей, живущих там сегодня - что не означает, что регион безопасен, предупреждают ученые, но предполагает, что эти черви опасны. исключительно устойчивый. В последние годы исследователи обнаружили, что некоторые животные, обитающие в Чернобыльской зоне отчуждения — регионе на севере Украины в радиусе 18,6 миль от электростанции, - физически и генетически отличаются от своих собратьев в других местах, что поднимает вопросы о влиянии хронической радиации на ДНК.
|
|
|
|
"Чернобыль был трагедией непостижимого масштаба, но мы все еще не очень хорошо понимаем последствия катастрофы для местного населения", - сказала София Тинтори, аспирант кафедры биологии Нью-Йоркского университета и первый автор исследования. "Отобрал ли внезапный сдвиг в окружающей среде виды или даже особей внутри вида, которые от природы более устойчивы к ионизирующему излучению?" Чтобы разобраться в этом, Тинтори и ее коллеги обратились к нематодам, крошечным червям с простыми геномами и быстрым размножением, что делает их особенно полезными для понимания основных биологических явлений. "Эти черви живут повсюду, и они живут быстро, поэтому они проходят через десятки поколений эволюции, в то время как типичное позвоночное все еще обувается", - сказал Мэтью Рокман, профессор биологии Нью-Йоркского университета и старший автор исследования. "Я видел кадры зоны отчуждения и был удивлен тем, какой пышной и заросшей она выглядела — я никогда не думал, что она кишит жизнью", - добавил Тинтори. "Если я хочу найти червей, которые особенно устойчивы к воздействию радиации, то этот ландшафт, возможно, уже выбран для этого".
|
|
|
В сотрудничестве с учеными из Украины и коллегами из США, включая биолога Тимоти Муссо из Университета Южной Каролины, который изучает последствия радиации в результате катастроф на Чернобыльской АЭС и Фукусиме, Тинтори и Рокман посетили Чернобыльскую зону отчуждения в 2019 году, чтобы выяснить, оказала ли хроническая радиация заметное влияние на червей региона. Со счетчиками Гейгера в руках для измерения местных уровней радиации и средствами индивидуальной защиты от радиоактивной пыли они собирали червей из образцов почвы, гниющих фруктов и других органических материалов. Черви были собраны в местах по всей зоне с различным уровнем радиации, варьирующимся от низких уровней, сравнимых с Нью-Йорком (незначительно радиоактивных), до мест с высоким уровнем радиации, сравнимых с космическим пространством (опасных для людей, но неясно, будет ли это опасно для червей). Собрав образцы в полевых условиях, команда доставила их в полевую лабораторию Муссо в бывшем жилом доме в Чернобыле, где они отделили сотни нематод от почвы или фруктов. Оттуда они направились в киевский отель, где, используя дорожные микроскопы, выделили и создали культуры из каждого червя.
|
|
|
|
Вернувшись в лабораторию Нью—Йоркского университета, исследователи продолжили изучение червей, частью которого было их замораживание. "Мы можем криоконсервировать червей, а затем разморозить их для последующего изучения. Это означает, что мы можем остановить эволюцию в лаборатории, что невозможно для большинства других моделей животных и очень ценно, когда мы хотим сравнить животных, которые прошли разную эволюционную историю", - сказал Рокман. Они сосредоточили свой анализ на 15 червях вида нематод под названием Oscheius tipulae, который использовался в генетических и эволюционных исследованиях. Они секвенировали геномы 15 червей O. tipulae из Чернобыля и сравнили их с геномами пяти O. tipulae из других частей света. Исследователи были удивлены, обнаружив, что, используя несколько различных анализов, они не смогли обнаружить признаков радиационного повреждения в геномах червей из Чернобыля. "Это не означает, что Чернобыль безопасен — скорее всего, это означает, что нематоды действительно выносливые животные и могут противостоять экстремальным условиям", - отметил Тинтори. "Мы также не знаем, как долго каждый из собранных нами червей находился в этой Зоне, поэтому мы не можем быть точно уверены, какой уровень воздействия каждый червь и его предки получили за последние четыре десятилетия".
|
|
|
|
Задаваясь вопросом, связано ли отсутствие генетической сигнатуры с тем, что черви, живущие в Чернобыле, необычайно эффективны в защите или восстановлении своей ДНК, исследователи разработали систему для сравнения того, как быстро растут популяции червей, и использовали ее для измерения того, насколько чувствительны потомки каждого из 20 генетически различных червей к различным типам ДНК ущерб. Хотя линии червей отличались друг от друга тем, насколько хорошо они переносили повреждение ДНК, эти различия не соответствовали уровням радиации в каждом месте сбора. Их результаты свидетельствуют о том, что черви из Чернобыля не обязательно более устойчивы к радиации, и радиоактивный ландшафт не заставил их эволюционировать. Результаты дают исследователям ключ к пониманию того, как репарация ДНК может варьироваться от индивидуума к индивидууму — и, несмотря на генетическую простоту O. tipulae, могут привести к лучшему пониманию естественных вариаций у людей. "Теперь, когда мы знаем, какие штаммы O. tipulae более чувствительны или более толерантны к повреждению ДНК, мы можем использовать эти штаммы для изучения того, почему разные люди с большей вероятностью, чем другие, страдают от воздействия канцерогенов", - сказал Тинтори.
|
|
|
|
То, как разные особи одного вида реагируют на повреждение ДНК, является главным вопросом для исследователей рака, стремящихся понять, почему у некоторых людей с генетической предрасположенностью к раку развивается это заболевание, в то время как у других - нет. "Размышления о том, как люди по-разному реагируют на повреждающие ДНК агенты в окружающей среде, помогут нам получить четкое представление о наших собственных факторах риска", - добавил Тинтори. Среди дополнительных авторов исследования - Дерин Чаглар и Патрик Ортиз из Нью-Йоркского университета, Тимоти Муссо из Университета Южной Каролины и Игорь Чижевский из Государственного специализированного предприятия "Экоцентр" в Украине.
|
|
|
|
Источник
|
