فاجعه سال ۱۹۸۶ در نیروگاه هسته‌ای چرنوبیل، منطقه اطراف را به پرتوزا‌ترین نقطه زمین تبدیل کرد. اگرچه این ناحیه از ساکنان انسانی تخلیه شد، اما بسیاری از گیا‌هان و حیوانات با وجود تشعشعات بالا که نزدیک به چهار دهه پس از انفجار همچنان ادامه دارد، در آنجا زندگی می‌کنند.
پژوهش جدیدی تحت رهبری دانشمندان دانشگاه نیویورک نشان می‌دهد که قرار گرفتن در معرض تشعشعات مزمن ساطع‌شده از چرنوبیل، به ژنوم کرم‌های می‌کروسکوپی ساکن در آن منطقه آسیب نرسانده است. این یافته به معنای امنیت کامل ناحیه نیست، بلکه نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری بی‌نظیر این موجودات است.
در سال‌های اخیر محققان متوجه شده‌اند که برخی حیوانات ساکن در منطقه ممنوعه چرنوبیل، از نظر فیزیکی و ژنتیکی با همتایان خود در مناطق دیگر متفاوت هستند. این موضوع سوالاتی را درباره تأثیر تشعشعات مزمن بر دی‌ان‌ا پیش می‌آورد.
انتخاب نماتد به عنوان مدل مطالعه
سوفیا تینتوری، دانشیار زیست‌شناسی دانشگاه نیویورک و پژوهشگر ارشد پروژه، بیان کرد چرنوبیل یک تراژدی در مقیاس غیر‌قابل‌تصور بود، اما تا کنون درک خوبی از تأثیرات این فاجعه بر جوامع محلی نداشتیم.
تیم تحقیق، کرم‌های لوله‌ای کوچک موسوم به نماتد را مورد بررسی قرار دادند که ژنوم ساده و تکثیر سریع دارند. این ویژگی‌ها، نماتد‌ها را به نمونه‌ای سودمند برای درک فرآیند‌های بیولوژیکی اساسی تبدیل می‌کند.
متیو راکمن، استاد زیست‌شناسی دانشگاه نیویورک و محقق ارشد دیگر، افزود این کرم‌ها همه جا زندگی می‌کنند و تکثیر سریعی دارند. به همین دلیل در حالی که یک مهره‌دار معمولی در حال آماده‌سازی است، ده‌ها نسل از نماتد تکامل می‌یابند.
می‌دان‌گیری و جمع‌آوری نمونه‌ها
تینتوری و راکمن در سال ۲۰۱۹ با همکاری دانشمندان اوکراینی و همکاران آمریکایی از جمله تیموتی موسو، زیست‌شناس دانشگاه کارولینای جنوبی که تأثیرات تشعشعات ناشی از فاجعه‌های چرنوبیل و فوکوشیما را مطالعه می‌کند، از چرنوبیل بازدید کردند.
آن‌ها کرم‌ها را از نمونه‌های خاک، می‌وه‌های پوسیده و سایر مواد آلی در مکان‌هایی با مقادیر متفاوت تشعشع جمع‌آوری کردند. پژوهشگران مطالعه را در آزمایشگاه دانشگاه نیویورک ادامه دادند که شامل انجماد کرم‌ها برای متوقف کردن تکامل در محیط آزمایشگاه‌ی بود.
راکمن توضیح داد ما می‌توانیم کرم‌ها را در حالت انجماد نگه داریم و بعدا برای مطالعه، آن‌ها را بیدار کنیم. این کار در مورد بسیاری از مدل‌های حیوانی غیر‌ممکن است و وقتی حیواناتی را مقایسه می‌کنیم که تاریخ‌های تکاملی متغیری داشته‌اند، بسیار ارزشمند می‌شود.
نتایج شگفت‌انگیز تحلیل ژنومی
محققان تحلیل خود را بر روی ۱۵ نماتد از گونه اوشیوس تیپوله متمرکز کردند که در پژوهش‌های ژنتیکی و تکاملی مفید هستند. آن‌ها توالی ژنوم این ۱۵ کرم جمع‌آوری‌شده از چرنوبیل را با ژنوم پنج کرم هم‌گونه از نقاط دیگر جهان مقایسه کردند.
پژوهشگران با شگفتی دریافتند که با استفاده از چندین تحلیل متفاوت، نمی‌توانند نشانه‌ای از صدمه تشعشع بر ژنوم کرم‌های چرنوبیل تشخیص دهند.
تینتوری تأکید کرد این بدان معنا نیست که چرنوبیل بی‌خطر است، بلکه به احتمال زیاد نشان می‌دهد که نماتد‌ها حیوانات واقعا انعطاف‌پذیری هستند و می‌توانند در شرایط سخت مقاومت کنند. ما نمی‌دانیم که هر یک از کرم‌های جمع‌آوری‌شده چقدر در این منطقه بوده‌اند، بنابراین نمی‌توانیم دقیقا یقین داشته باشیم که هر کرم و اجدادی در چهار دهه گذشته چه سطحی از تشعشع را دریافت کرده‌اند.
آزمایش حساسیت به صدمه دی‌ان‌ا
برای بررسی اینکه آیا فقدان امضای ژنتیکی ناشی از قابلیت محافظت یا ترمیم دی‌ان‌ا در کرم‌های چرنوبیل است، محققان سیستمی برای سنجش شدت رشد جمعیت کرم‌ها طراحی کردند و از آن برای اندازه‌گیری حساسیت نسل‌های هر کرم نسبت به انواع مختلف صدمه دی‌ان‌ا استفاده کردند.
اگرچه می‌زان تحمل کرم‌ها با یکدیگر متفاوت بود، اما این تفاوت‌ها با سطوح تشعشع در محل جمع‌آوری آن‌ها مطابقت نداشت. یافته‌ها نشان می‌دهد که کرم‌های چرنوبیل لزوما در برابر تشعشعات تحمل بیش‌تری ندارند و رادیواکتیویته آن‌ها را به تکامل وادار نکرده است.
پیامد‌ها برای پژوهش سرطان انسان
نتایج این پژوهش، سرنخ‌هایی در مورد نحوه تفاوت ترمیم دی‌ان‌ا از فرد به فرد دیگر ارائه می‌دهد. با وجود سادگی ژنتیکی نماتد‌های اوشیوس تیپوله، این مطالعه می‌تواند به درک بهتر تغییرات طبیعی در انسان کمک کند.
تینتوری گفت اکنون که می‌دانیم کدام سوژه‌های اوشیوس تیپوله نسبت به صدمه دی‌ان‌ا حساس‌تر یا متحمل‌تر هستند، می‌توانیم از آن‌ها برای بررسی این موضوع استفاده کنیم که چرا برخی افراد بیشتر از دیگران تحت تأثیر مواد سرطان‌زا قرار می‌گیرند.
نحوه واکنش اعضای یک گونه نسبت به صدمه دی‌ان‌ا، برای محققان حوزه سرطان اهمیت حیاتی دارد؛ به ویژه پژوهشگرانی که می‌خواهند بدانند چرا برخی انسان‌ها به طور ژنتیکی مستعد ابتلا به سرطان هستند.
تینتوری افزود تفکر در مورد اینکه انسان‌ها چگونه واکنش متغیری به عوامل صدمه‌رسان دی‌ان‌ا در محیط نشان می‌دهند، به ما کمک می‌کند تا درک روشن‌تری از عوامل خطر داشته باشیم.
این پژوهش در مجله پی‌ان‌ای‌اس منتشر شده است.
