بر اساس مطالعه جدیدی که توسط محققان دانشگاه نیویورک انجام شده، قرار گرفتن مزمن در معرض تشعشعات چرنوبیل به ژنوم کرم‌های میکروسکوپی که امروزه در آنجا زندگی می‌کنند، آسیبی نمی‌رساند. نتایج تحقیقات آنها نشان می دهد که کرم ها فوق العاده سخت و انعطاف پذیر هستند.
به گزارش فرادید، در سال های اخیر محققان دریافته اند که برخی از حیوانات ساکن در منطقه ممنوعه چرنوبیل (منطقه ای در شمال اوکراین در فاصله 18.6 مایلی نیروگاه) از نظر فیزیکی و ژنتیکی با همتایان خود در مناطق مختلف متفاوت هستند. اثر مزمن پرتو بر روی DNA
سوفیا تینتوری، محقق فوق دکترا در بخش زیست شناسی دانشگاه نیویورک، گفت: «چرنوبیل تراژدی با ابعاد غیرقابل تصور بود و ما هنوز به طور کامل تأثیر این فاجعه بر جمعیت محلی را درک نکرده ایم. چگونه این تغییر ناگهانی محیطی بر گونه‌ها یا حتی افراد درون یک گونه که طبیعتاً در برابر تشعشعات یونیزان مقاوم‌تر هستند، تأثیر گذاشت؟»
برای بررسی این مشکل، تینتوری و همکارانش به نماتدها روی آوردند. کرم های ریز با ژنوم ساده و تولید مثل سریع که به ویژه برای درک پدیده های بیولوژیکی اساسی مفید هستند.
متیو راکمن، استاد زیست شناسی در دانشگاه نیویورک و نویسنده ارشد این مطالعه گفت: «این کرم ها در همه جا زندگی می کنند و امید به زندگی آنها طولانی است، بنابراین در مقایسه با مهره داران معمولی ده ها نسل از تکامل را پشت سر می گذارند.
«فیلم‌هایی درباره این منطقه ممنوعه دیده بودم و از سبز بودن آن شگفت‌زده شدم، زیرا هرگز تصور نمی‌کردم که پر از زندگی باشد. “اگر بخواهم کرم هایی را پیدا کنم که به ویژه در برابر تشعشعات مقاوم هستند، به جای درستی آمده ام.”
کرم های چرنوبیل
در سال 2019، تینتوری و راکمن، با همکاری دانشمندان اوکراینی و آمریکایی، از جمله تیموتی موسو، زیست‌شناس دانشگاه کارولینای جنوبی، که اثرات تشعشعات ناشی از فاجعه‌های فوکوشیما و چرنوبیل را مطالعه می‌کند، از منطقه ممنوعه چرنوبیل بازدید کردند تا دریابند که آیا تشعشعات مزمن نقش داشته است یا خیر. یک اثر قابل مشاهده بر روی کرم های منطقه. آیا اینطور است یا نه؟
این تیم با استفاده از شمارنده های گایگر برای اندازه گیری سطوح تشعشع محلی و تجهیزات حفاظت فردی در برابر گرد و غبار رادیواکتیو، کرم ها را از نمونه های خاک، میوه های پوسیده و سایر مواد آلی جمع آوری کردند. این کرم ها از نقاط مختلف منطقه با مقادیر مختلف تشعشع جمع آوری شدند.
پس از جمع‌آوری نمونه‌ها در مزرعه، آنها را به آزمایشگاه مزرعه موسو در یک شهرک مسکونی سابق در چرنوبیل بردند و در آنجا صدها نماتد را از خاک یا میوه جدا کردند. از آنجا به هتلی در کیف رفتند و در آنجا هر کرم را با استفاده از میکروسکوپ مسافرتی جدا کردند و کشت دادند.
در آزمایشگاه NYU، محققان کرم ها را بیشتر مورد بررسی قرار دادند، از جمله انجماد آنها.
راکمن می‌گوید: «ما می‌توانیم کرم‌ها را منجمد کنیم و بعداً برای اهداف مطالعه آنها را ذوب کنیم. این بدان معناست که ما می‌توانیم تکامل را در آزمایشگاه متوقف کنیم، چیزی که در اکثر مدل‌های حیوانی غیرممکن است و اگر بخواهیم حیواناتی را که تاریخچه‌های تکاملی متفاوتی را تجربه کرده‌اند مقایسه کنیم، فرصت ارزشمندی است.
محققان تجزیه و تحلیل خود را بر روی 15 کرم از گونه نماتد Oscheius tipulae متمرکز کردند که در مطالعات ژنتیکی و تکاملی مورد استفاده قرار گرفتند. آنها ژنوم 15 کرم O. tipulae از چرنوبیل را توالی یابی کردند و آنها را با ژنوم پنج O. tipulae از سایر نقاط جهان مقایسه کردند.
DNA متفاوت است، اما به دلیل تشعشع نیست
در کمال تعجب، محققان دریافتند که علیرغم چندین تجزیه و تحلیل مختلف، نتوانستند هیچ نشانه ای از آسیب تشعشعات را در ژنوم کرم های چرنوبیل تشخیص دهند.
تینتوری خاطرنشان کرد: «این به این معنی نیست که چرنوبیل ایمن است، اما احتمالاً به این معنی است که نماتدها حیواناتی واقعاً مقاوم هستند که می توانند در شرایط سخت زنده بمانند. علاوه بر این، ما نمی‌دانیم هر یک از کرم‌هایی که جمع‌آوری کرده‌ایم چه مدت در منطقه بوده‌اند، بنابراین نمی‌توانیم با قطعیت بگوییم که هر کرم و اجدادش در چهار دهه گذشته چقدر در معرض قرار گرفته‌اند.
محققان در این فکر بودند که آیا فقدان یک امضای ژنتیکی به این دلیل است که کرم‌هایی که در چرنوبیل زندگی می‌کنند به طور غیرمعمولی در محافظت یا ترمیم DNA خود مؤثر هستند. آنها سیستمی را برای مقایسه نرخ رشد جمعیت کرم ها و در نتیجه سنجش حساسیت هر نسل بعدی ایجاد کردند. یکی از 20 کرم ژنتیکی متفاوت از انواع آسیب DNA استفاده می کند.
متیو راکمن، استاد زیست شناسی در دانشگاه نیویورک، نماتدها را زیر میکروسکوپ مطالعه می کند
آنچه کرم ها می توانند در مورد بیولوژی خودمان به ما بیاموزند
این تحقیق سرنخ هایی در مورد اینکه چگونه ترمیم DNA می تواند از فردی به فرد دیگر متفاوت باشد ارائه می دهد و با وجود سادگی ژنتیکی O. tipulae، می تواند به درک بهتر تغییرات طبیعی در انسان منجر شود.
تینتوری می‌گوید: «اکنون که می‌دانیم کدام سویه‌های O. tipulae نسبت به آسیب DNA حساس‌تر یا متحمل‌تر هستند، می‌توانیم از این سویه‌ها برای بررسی اینکه چرا افراد مختلف بیشتر از سایرین از اثرات سرطان‌زا رنج می‌برند، استفاده کنیم.
چگونگی واکنش افراد مختلف از یک گونه به آسیب DNA برای محققان سرطان مهم است زیرا آنها به دنبال درک این موضوع هستند که چرا برخی از افرادی که از نظر ژنتیکی مستعد ابتلا به سرطان هستند به این بیماری مبتلا می شوند اما برخی دیگر چنین نمی کنند. برای دیگران اینطور نیست.
“اگر به نحوه واکنش متفاوت مردم به مواد مخرب DNA در محیط فکر کنیم، می توانیم تصویر واضح تری از عوامل خطر به دست آوریم.”