Apró férgek évtizedek óta tűrik a csernobili sugárzást, de miért járnak jól ezzel az emberek?

Az elmúlt években a kutatók azt találták, hogy a csernobili elzárt zónában – az erőmű 30 kilométeres körzetében lévő észak-ukrajnai régióban – egyes állatok fizikailag és genetikailag is különböznek a máshol élő társaiktól, ami kérdéseket vet fel a krónikus sugárzás DNS-re gyakorolt hatásával kapcsolatban – írja a Science Daily.

A fonálférgek gyorsan pörgő világa

A New York-i Egyetem (NYU) tudósainak vezetésével nemrégiben egy új tanulmány készült, amely arra jutott, hogy a csernobili zónában a krónikus sugárzásnak való kitettség nem károsította a ma ott élő mikroszkopikus férgek genomját. A DNS-károsodással szemben ellenálló lények azonosítása támogatást adhat az emberi kockázati tényezők pontosabb felméréséhez.

„Csernobil felfoghatatlan méretű tragédia volt, de még mindig nem ismerjük a katasztrófa helyi lakosságra gyakorolt hatásait. Vajon a hirtelen környezeti változás olyan fajokat, vagy akár fajon belüli egyedeket szelektált ki, amelyek természetüknél fogva ellenállóbbak az ionizáló sugárzással szemben?” – tette fel a kérést Sophia Tintori, a NYU kutatója, a PNAS című folyóiratban megjelent tanulmány első szerzője.

Megoldották az egyik legbizarrabb rejtélyt: ezért olyan radioaktívak a bajor vaddisznók

Hogy ennek utánajárjanak, Tintori és kollégái a fonálférgekhez fordultak. Ezek apró, egyszerű genomú és gyorsan szaporodó lények, ami különösen hasznossá teszi őket az alapvető biológiai jelenségek megértéséhez.

„Ezek a férgek mindenhol élnek, és gyorsan élnek, így több tucat generáción mennek keresztül az evolúció során, míg egy tipikus gerinces még csak a cipőjét húzza” – mondta Matthew Rockman, a NYU biológiaprofesszora, a tanulmány vezető szerzője.

„Láttam felvételeket a lezárt zónáról, és meglepett, hogy milyen bujának és benőttnek tűnt. Soha nem gondoltam volna, hogy burjánzik ott az élet. Ha olyan férgeket akarok találni, amelyek különösen jól tűrik a sugárterhelést, akkor ez egy olyan táj, amely talán már szelektálódott erre” – tette hozzá Tintori a NYU híroldalán.

Csernobil férgei

Ukrajnai tudósokkal és amerikai kutatókkal – köztük a csernobili és fukusimai katasztrófák okozta sugárzás hatásait tanulmányozó Timothy Mousseau-val, a Dél-karolinai Egyetem biológusával – együttműködve Tintori és Rockman 2019-ben ellátogatott a csernobili elzárt zónába, hogy megnézze, a krónikus sugárzásnak volt-e kimutatható hatása a régió férgeire. A helyi sugárzási szintek mérésére szolgáló Geiger–Müller-számlálókkal a kezükben és a radioaktív por ellen védő egyéni védőfelszereléssel a kezükben talajmintákból, rothadó gyümölcsökből és más szerves anyagokból gyűjtöttek férgeket, gilisztákat. A férgeket az egész övezetben különböző mennyiségű sugárzást tartalmazó helyekről gyűjtötték, a normálisnak nevezhető (elhanyagolhatóan radioaktív) alacsony sugárzási szinttől a világűrnek megfelelő magas sugárzású helyekig (ahol a sugárzási szint az emberekre veszélyes, de nem világos, hogy a gilisztákra is veszélyes-e).

Miután a csapat a terepen mintákat gyűjtött, Mousseau tereplaboratóriumába vitte őket egy volt csernobili lakóházba, ahol több száz fonálférget különítettek el a talajból vagy a gyümölcsökből. Innen egy kijevi szállodába mentek, ahol mikroszkópok segítségével izolálták a férgeket és tenyészetet hoztak létre minden egyes példánnyal. Majd visszatérve a NYU laboratóriumába, folytatták a férgek tanulmányozását.

„A férgeket hibernálni tudjuk, majd később kiolvasztani tanulmányozás céljából. Ez azt jelenti, hogy meg tudjuk állítani az evolúciót a laboratóriumban, ami a legtöbb más állatmodell esetében lehetetlen, és nagyon értékes, amikor különböző evolúciós történetet megélt állatokat akarunk összehasonlítani” – mondta Rockman.

Elemzéseiket az Oscheius tipulae nevű fonalféregfaj 15 férgén végezték, amelyeket genetikai és evolúciós tanulmányokban használtak. Szekvenálták a 15 csernobili O. tipulae genomját, és összehasonlították a világ más részeiről származó öt O. tipulae genomjával.

Eltérő DNS, de nem a sugárzás miatt

A kutatók meglepődve tapasztalták, hogy több különböző elemzéssel nem tudták kimutatni a csernobili férgek genomján a sugárzás okozta károsodásra utaló jeleket. „Ez nem jelenti azt, hogy Csernobil biztonságos, hanem inkább azt, hogy a fonálférgek igazán szívós állatok, és képesek ellenállni a szélsőséges körülményeknek. Azt sem tudjuk, hogy az általunk begyűjtött férgek mindegyike mennyi ideig volt a zónában, így nem lehetünk biztosak abban, hogy az egyes férgek és őseik pontosan milyen mértékű expozíciót kaptak az elmúlt négy évtizedben” – jegyezte meg Tintori.

Mivel a kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy a genetikai jellegzetesség hiánya annak köszönhető-e, hogy a Csernobilban élő férgek szokatlanul hatékonyan védik vagy javítják a DNS-üket, a kutatók egy olyan rendszert terveztek, amellyel összehasonlítható, hogy a férgek populációi milyen gyorsan növekednek, és ezt arra használták, hogy megmérjék, hogy a 20 genetikailag különböző féreg leszármazottai mennyire érzékenyek a különböző típusú DNS-károsodásokra.

Bár a férgek vonalai különböztek egymástól abban, hogy mennyire jól tűrik a DNS-károsodást, ezek a különbségek nem feleltek meg az egyes gyűjtőhelyeken a sugárzás szintjének. Eredményeik arra utalnak, hogy a csernobili férgek nem feltétlenül toleránsabbak a sugárzással szemben, és a radioaktív táj nem kényszerítette őket fejlődésre.

Férgek és emberek

Az eredmények jelzéseket adnak a kutatóknak arról, hogy a DNS-javítás hogyan változhat egyedenként, és az O. tipulae genetikai egyszerűsége ellenére az emberekben előforduló természetes variációk jobb megértéséhez vezethetnek.

„Most, hogy tudjuk, az O. tipulae mely törzsei érzékenyebbek vagy toleránsabbak a DNS-károsodással szemben, ezeket a törzseket felhasználhatjuk annak tanulmányozására, hogy a különböző egyedek miért szenvednek nagyobb valószínűséggel a rákkeltő anyagok hatásaitól, mint mások” – mondta Tintori.

Az, hogy egy fajon belül a különböző egyedek hogyan reagálnak a DNS-károsodásra, kiemelt fontosságú a rákkutatók számára, akik azt próbálják megérteni, hogy a rákra genetikailag hajlamos emberek egy részénél miért alakul ki a betegség, míg másoknál nem. „Ha elgondolkodunk azon, hogy az egyének hogyan reagálnak eltérően a környezetben található DNS-károsító anyagokra, az segít abban, hogy világos képet kapjunk saját kockázati tényezőinkről” – tette hozzá a kutató.