抗輻射的切爾諾貝利蠕蟲沒有出現基因損傷的跡象為對抗癌症提供了指引
前蘇聯切爾諾貝利核電廠發生爆炸後,一種微型蠕蟲暴露在近40 年的高輻射下,研究人員對這種蠕蟲進行了研究,卻沒有發現暴露造成基因損傷的跡象。他們相信,這些發現將有助於指導未來的癌症研究。
被稱為線蟲的微小蠕蟲暴露在輻射中近40 年,沒有基因損傷的跡象索菲亞-廷托里/紐約大學
1986 年4 月,位於前蘇聯烏克蘭蘇維埃社會主義共和國北部、當時名為切爾諾貝利核電廠的核電廠發生爆炸,將周圍地區變成了地球上已知的放射性最強的地區。將近40 年過去了,高輻射水平依然存在。
在繼續之前,先簡單介紹一下切爾諾貝利(Chornobyl)。1986 年,烏克蘭是蘇聯的加盟共和國之一,因此核電廠使用了源自俄語的拼字- Chernobyl 。1991 年蘇聯解體後,烏克蘭成為獨立國家。根據聯合國關於地名標準化的規定,Chornobyl 現在是首選的音譯拼寫,並將從此開始使用。
事故發生後不久,人類就被前蘇聯政府要求離開了這個地區,但最近的研究發現,生活在所謂的切爾諾貝利禁區發電廠半徑18.6 英里(30 公里)範圍內的動物,在身體和基因上都與世界其他地區的動物不同,這引起了人們對長期輻射對DNA 影響的擔憂。在一項新的研究中,紐約大學的研究人員檢查了仍然生活在該地區的微型蠕蟲,以了解切爾諾貝利的輻射對它們的基因組成產生了什麼影響。
研究報告的第一作者索菲亞-丁托里(Sophia Tintori)說:「切爾諾貝利是一場規模難以理解的悲劇,但我們對這場災難對當地種群的影響仍不甚了解。環境的突然轉變是否選擇了天生更能抵抗電離輻射的物種,甚至是物種中的個體?”
為了回答這個問題,研究人員對線蟲進行了研究。線蟲是一種微小的蠕蟲,具有簡單的基因組(生物體內的全套遺傳物質)和快速的繁殖能力,這使它們在了解基本生物現象方面非常有用。
研究的通訊作者馬修-洛克曼(Matthew Rockman)說:「這些蠕蟲生活在各處,它們的進化節奏很快,當脊椎動物還在穿鞋準備出門的時候,它們就已經經歷了幾十代的進化。”
切爾諾貝利禁區,以圓點標示採集蠕蟲的地點和各地點的輻射水平
研究人員佩戴蓋革計數器和個人防護裝備,從整個禁區內受到不同程度輻射的地方採集了數百條線蟲。然後,這些樣本被運回紐約大學,冷凍起來,隨後進行研究。
洛克曼說:”我們可以低溫保存蠕蟲,然後解凍以供以後研究。這意味著我們可以在實驗室中阻止進化的發生,這對大多數其他動物模型來說是不可能的,而當我們想要比較經歷過不同進化史的動物時,這一點就非常有價值了。”
他們重點研究了一種名為Oscheius tipulae的線蟲,對來自切爾諾貝利的15只蠕蟲的基因組進行了測序,並與來自其他地方的5只O. tipulae的基因組進行了比較。令研究人員驚訝的是,切爾諾貝利蠕蟲的基因組並沒有發現輻射損傷。
丁托里說:「這並不意味著切爾諾貝利是安全的–它更可能意味著線蟲是真正有彈性的動物,能夠承受極端條件。我們也不知道我們收集到的每隻蠕蟲在’區’裡待了多長時間,因此我們無法確定每隻蠕蟲及其祖先在過去四十年裡到底受到了多大程度的輻射”。
這對我們意味著什麼?這項研究的發現提供了關於DNA 修復如何在個體間產生差異的線索,這可能有助於更好地理解人類身上出現的自然變異。
丁托里說:「現在我們知道了哪些櫛水母菌株對DNA損傷更敏感或更耐受,我們就可以利用這些菌株來研究為什麼不同的個體比其他人更容易受到致癌物質的影響。思考個體如何對環境中的DNA破壞因子做出不同反應,將有助於我們對自身的風險因素有一個清晰的認識。”
這可能會對癌症研究產生影響,因為癌症研究關注的是為什麼一些有遺傳傾向的人會生病,而有些人則不會。
這項研究發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)。