Badania psów z Czarnobyla. Naukowcy znaleźli różnice genetyczne

Naukowcy badając genomy zdziczałych psów żyjących w strefie wykluczenia wokół elektrowni jądrowej w Czarnobylu wykazali, że między dwiema grupami czworonogów zamieszkujących różne obszary zony są znaczące różnice genetyczne. Uczeni mają nadzieję, że zdobyta w ten sposób wiedza przyczyni się do lepszego zrozumienia wpływu długotrwałego narażenia na promieniowanie na genetykę i zdrowie człowieka.

Wypadek w czwartym reaktorze elektrowni jądrowej w Czarnobylu w 1986 r. spowodował największe w historii uwolnienie materiału radioaktywnego do środowiska. Wpływ ostrej ekspozycji na wysokie dawki promieniowania był dotkliwy dla środowiska. Jednak ponad trzy dekady po wypadku Czarnobyl stał się ostoją dzikich zwierząt, którym promieniowanie nie przeszkadza, za to brak obecności człowieka wydaje się im sprzyjać. Schronienie znajduje tu dziś zróżnicowana gama zagrożonych gatunków, w tym niedźwiedzie, wilki czy rysie.

Promieniowanie jonizujące może uszkadzać materiał genetyczny organizmów żywych i generować niepożądane mutacje. Jednym z najciekawszych tematów badawczych w czarnobylskiej zonie jest próba wykrycia, czy są tam gatunki, które przystosowały się do życia w takim środowisku. Podobnie jak w przypadku innych zanieczyszczeń, promieniowanie jonizujące może być bardzo silnym czynnikiem selektywnym, faworyzującym organizmy z mechanizmami zwiększającymi ich zdolności adaptacyjne na obszarach skażonych substancjami promieniotwórczymi.

Dotychczas nie było populacyjnych badań genetycznych dużych ssaków zamieszkujących strefę wykluczenia. Grupa naukowców przyglądnęła się zdziczałym psom, których w zonie jest obecnie około 800, choć kilka dni po wypadku ekipy ratownicze poszukiwały czworonogów w celu ich eliminacji. Przekonywano wówczas, że psy są z pewnością napromieniowane i stanowią zagrożenie. Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma "Canine Medicine and Genetics" (DOI: 10.1186/s40575-023-00124-1).

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Po eksplozji w Czarnobylu w 1986 roku aż 300 tys. ludzi zostało zmuszonych do opuszczenia swojego miejsca zamieszkania. Później ustanowiona została tzw. strefa wykluczenia, która rozciąga się w promieniu 30 kilometrów od miejsca, gdzie znajduje się zniszczony reaktor. Strefa ta nie nadaje się do zamieszkania. Za taki stan rzeczy w znacznej mierze odpowiada poziom promieniowania i skażenie wody oraz gleby. Po katastrofie podejmowano różne próby chemicznego zneutralizowania zagrożenia, jednak nie przyniosły one zamierzonych efektów.

To wszystko tworzy ekstremalnie toksyczny konglomerat, w którym trudno jest przeżyć. A jednak są zwierzęta, którym się to udaje. Wśród nich są psy, których jedna grupa żyje w okolicy samego reaktora, zaś druga w oddalonym o około 15 kilometrów Czarnobylu. Powstaje oczywiście pytanie o to, jaki wpływ przebywanie w takim środowisku ma na ich materiał genetyczny?

Próba zbadania genomu żyjących tam psów została podjęta już wcześniej. Zauważono wtedy, że obie wspomniane powyżej grupy różniły się od siebie. Tym razem udało się pozyskać aż 4 razy więcej próbek do badań genetycznych, co pozwoliło na jeszcze dokładniejsze przeanalizowanie genomów żyjących w strefie wykluczenia psów.

Naukowcy zidentyfikowali aż 391 obszarów w genomach psów, które różniły się między psami żyjącymi w tych dwóch lokalizacjach. Co ciekawe, część z nich wskazuje na geny związane z procesami naprawczymi DNA u psów wystawionych na oddziaływanie tak niekorzystnych warunków.

Kluczowe będzie teraz zrozumienie tego w jaki w ogóle sposób wykształciły się różnice genetyczne pomiędzy tymi grupami? Czy mamy tu do czynienia jedynie z dryfem genetycznym, czy też zmiany te stanowią odpowiedź na charakterystykę środowiska, w jakim przyszło im żyć? Znajdując odpowiedź na to pytanie będziemy znaczniej bliżej zrozumienia tego, w jaki w ogóle sposób tym psom udało się tam przetrwać? Możliwe będzie też lepsze zrozumienie tego, jak ekspozycja na tak trudne warunki może wpływać na inne żyjące istoty, w tym oczywiście na ludzi.