生活在高放射性环境中的微型蠕虫禁区(CEZ)似乎完全没有受到辐射损害。
从该地区采集的线虫没有显示出基因组受损的迹象,这与生活在如此危险地方的生物的预期相反。研究人员今年早些时候发表的这一发现并不意味着 CEZ 是安全的 说但蠕虫却具有很强的适应能力,能够巧妙地适应其他物种可能不适合生存的环境。
纽约大学索菲亚·廷托里 (Sophia Tintori) 领导的生物学家团队表示,这项研究可能为 DNA 修复机制提供一些见解,有朝一日这些机制可能适用于人类医学。
自 1986 年 4 月切尔诺贝利核电站反应堆爆炸以来,未经政府批准,任何人不得进入该核电站周围地区和附近的乌克兰小镇普里皮亚季。放射性物质沉积到环境中,使生物体暴露在极不安全的电离辐射水平下,大大增加了突变的风险,,以及死亡。
还要等上几千年才能切尔诺贝利',正如乌克兰人的拼写,再次适合人类居住。我们大多数人都知道这一点,并因此避开。但动物呢?嗯,它们不知道要远离。它们想去哪里就去哪里,禁区从此变成了一种奇怪的放射性区域,面积为 2,600 平方公里(1,000 平方英里)。
对生活在该地区的动物进行的测试表明而没有这种能力的动物则不然。但是,关于这场灾难对当地生态系统的影响,我们还有很多未知之处。
“切尔诺贝利事故是一场难以想象的悲剧,但我们仍然不太清楚这场灾难对当地居民的影响。”Tintori 当时说“突然的环境变化是否会选择出对电离辐射具有更强抵抗力的物种,甚至是同一物种内的个体?”
了解这个问题的一个方法是观察线虫——生活在各种栖息地的微小蛔虫(包括)。线虫的耐寒性非常强;的后冻结在永久冻土中。
它们有简单的基因组,并且生活短暂的生命,这意味着可以在短时间内研究多代线虫。这使它们成为研究一系列事物的绝佳模型生物,从生物发育到 DNA 修复和毒素反应。这就是为什么 Tintori 和她的同事在切尔诺贝利挖掘以寻找该物种的线虫斑鳢,通常生活在土壤中。
他们从腐烂的水果、落叶和 CEZ 的土壤中收集了数百只线虫,使用盖革计数器测量环境辐射,并穿着防护服以防放射性尘埃。研究人员在实验室中培养了近 300 只收集的蠕虫,并挑选了 15 只O.生长用于基因组测序。
然后将这些测序的基因组与五个样本的测序基因组进行比较O.生长来自世界其他地方?菲律宾、德国、美国、毛里求斯和澳大利亚。
CEZ 线虫之间的基因相似度大多高于其他线虫,整个 20 个线虫样本的基因距离与地理距离相对应。但缺乏辐射环境造成 DNA 损伤的迹象。
研究小组仔细分析了蠕虫的基因组,没有发现任何证据表明在诱变环境中会发生大规模染色体重排。他们还发现蠕虫的突变率与蠕虫所在位置的环境辐射强度之间没有相关性。
最后,他们对 20 种线虫品系的后代进行了测试,以确定种群对 DNA 损伤的耐受程度。虽然每个谱系的耐受程度不同,但这也与其祖先所接触的环境辐射无关。
研究小组只能得出这样的结论:没有证据表明 CEZ 环境对基因组有任何遗传影响O.生长。
他们的发现可以帮助研究人员弄清楚为什么有些人比其他人更容易患癌症。
“现在我们知道了哪些菌株O.生长对 DNA 损伤更敏感或更耐受,我们可以利用这些菌株来研究为什么不同的人比其他人更容易受到致癌物的影响,”廷塔里说。
“思考个体对环境中的 DNA 损伤剂有何不同反应,有助于我们清楚地了解自己的风险因素。”
该研究已发表在美国国家科学院院刊。
本文的早期版本于 2024 年 3 月发布。