生活在高放射性環境中的微小蠕蟲禁區 (CEZ) 似乎完全沒有輻射損傷。
從該地區收集的線蟲的基因組沒有受到損害的跡象,這與生活在如此危險的地方的生物體的預期相反。
研究人員稱,今年稍早發表的這項發現並不表明 CEZ 是安全的解釋,而是蠕蟲具有復原力,能夠熟練地適應可能不適合其他物種生存的條件。
紐約大學 Sophia Tintori 領導的生物學家團隊表示,這可以為 DNA 修復機制提供一些見解,有一天可能會應用於人類醫學。
自 1986 年 4 月切爾諾貝利核電廠反應爐爆炸以來,未經政府批准,任何人都嚴禁任何人進入其周邊地區和附近的烏克蘭普里皮亞季鎮。
沉積到環境中的放射性物質使生物體暴露在極其不安全的電離輻射水平下,大大增加了突變的風險,和死亡。
這將是數千年前的事’切爾諾貝利”,正如烏克蘭的拼寫,再次適合人類居住。我們大多數人都知道這一點,並相應地避開。但動物……好吧,它們不明白要遠離。他們想去哪裡就去哪裡,從此禁區變成了一種奇怪的放射性區域,面積達 2,600 平方公里(1,000 平方英里)。
對生活在該地區的動物進行的測試表明來自那些不這樣做的動物。但對於這場災難對當地生態系統的影響,我們還有很多不了解的地方。
“切爾諾貝利是一場規模難以理解的悲劇,但我們仍然沒有充分了解這場災難對當地居民的影響,”丁托里當時說。 「突然的環境變化是否選擇了對電離輻射具有更強抵抗力的物種,甚至是物種內的個體?”
深入了解這個問題的一種方法是觀察線蟲——生活在一系列棲息地(包括線蟲的屍體)中的微小蛔蟲。)。線蟲的生命力非常頑強。有過的後凍結在永凍土中。
它們有簡單的基因組,並且能活下去短暫的生命,這意味著可以在短時間內研究多代。這使得它們成為研究一系列事物的優秀模型生物,從生物發育到 DNA 修復和毒素反應。
這就是為什麼丁托里和她的同事去切爾諾貝利挖掘以尋找該物種的線蟲洋蔥,通常生活在土壤中。
他們從 CEZ 的腐爛水果、落葉層和土壤中收集了數百種線蟲,使用蓋革計數器測量環境輻射並穿著防放射性粉塵的防護衣。
研究人員在實驗室培養了近 300 條 CEZ 蠕蟲,並選擇了 15 個樣本尖葉螟用於基因組定序。
然後將這些定序的基因組與五個樣本的定序基因組進行比較。尖葉螟來自世界其他地方——菲律賓、德國、美國、模里西斯和澳洲。
CEZ 蠕蟲之間的遺傳相似性大多高於其他蠕蟲,遺傳距離對應於整個 20 株樣本的地理距離。但缺乏輻射環境造成 DNA 損傷的跡象。
研究團隊仔細分析了線蟲的基因組,並沒有發現誘變環境中出現大規模染色體重排的證據。他們也發現蠕蟲的突變率與每條蠕蟲所在位置的環境輻射強度之間沒有相關性。
最後,他們對 20 種線蟲菌株的後代進行了測試,以確定族群對 DNA 損傷的耐受程度。儘管每個譜係都有不同的耐受水平,但這也與他們的祖先所暴露的環境輻射沒有相關性。
研究小組只能得出結論,沒有證據表明 CEZ 環境對基因組有任何遺傳影響。尖葉螟。
他們的發現可以幫助研究人員弄清楚為什麼有些人比其他人更容易罹患癌症。
「現在我們知道哪些菌株尖葉螟對 DNA 損傷更敏感或更耐受,我們可以使用這些菌株來研究為什麼不同的個體比其他人更有可能遭受致癌物的影響,”廷塔里說。
“思考個體對環境中 DNA 損傷劑的不同反應將有助於我們對自身的風險因素有一個清晰的認識。”
該研究發表在美國國家科學院院刊。
本文的早期版本於 2024 年 3 月發布。