Mikroskopiska Maskar i Chernobyl Verkar Oskadda av Strålning

17 December 2024 |

Mikroskopiska maskar som lever i den högt radioaktiva miljön i Chernobyls avstängningszon (CAZ) verkar vara helt oskadda av strålning. Fyndet, som publicerades tidigare i år, visar att maskarna inte uppvisar några tecken på skador i sina genom, vilket är motsatsen till vad man kunde förvänta sig av organismer som lever i en så farlig miljö.

Maskarna, kända som nematoder, visar inga tecken på genomskador trots den extrema strålningen. Detta tyder på att maskarna är motståndskraftiga och kan anpassa sig till förhållanden som kan vara ogästvänliga för andra arter. Detta, säger en grupp biologer ledda av Sophia Tintori från New York University, kan ge insikter i DNA-reparationsmekanismer som en dag kan användas i mänsklig medicin.

Sedan explosionen i en reaktor vid Tjernobyls kärnkraftverk i april 1986 har området runt anläggningen och den närbelägna staden Pripyat i Ukraina varit strikt avstängt för alla utom de med regeringstillstånd. Radioaktiva material som spreds i miljön utsätter organismer för extremt farliga nivåer av joniserande strålning, vilket ökar risken för mutationer, cancer och död.

Det kommer att ta tusentals år innan Tjernobyl, som det stavas i Ukraina, åter är säkert för mänsklig bebyggelse. De flesta av oss vet detta och håller sig undan. Men djur… de förstår inte att hålla sig borta. De går dit de vill, och avstängningszonen har blivit en märklig sorts radioaktivt, 2 600 kvadratkilometer stort (1 000 kvadratmiles) djurskyddsområde.

Tester av djur som lever i regionen har visat tydliga genetiska skillnader jämfört med djur som inte lever där. Men det finns fortfarande mycket vi inte vet om effekterna av katastrofen på de lokala ekosystemen.

”Tjernobyl var en tragedi av ofattbar skala, men vi har fortfarande inte ett bra grepp om effekterna av katastrofen på de lokala populationerna,” sade Tintori vid tiden. ”Förändrade den plötsliga miljöförskjutningen utvalet av arter, eller till och med individer inom en art, som är naturligt mer motståndskraftiga mot joniserande strålning?”

Ett sätt att få insikter i denna fråga är att titta på nematoder – mikroskopiska rundmaskar som lever i en rad miljöer (inklusive kroppar av andra organismer). Nematoder kan vara oerhört tåliga; det har varit flera fall där nematoder vaknat upp efter tusentals år frusna i permafrost.

De har enkla genom och lever korta liv, vilket innebär att flera generationer kan studeras inom en kort tidsram. Detta gör dem till utmärkta modellorganismer för att studera allt från biologisk utveckling till DNA-reparation och toxinrespons.

Det är därför Tintori och hennes kollegor grävde i Tjernobyl för att hitta nematoder av arten Oschieus tipulae, som vanligtvis lever i jord.

De samlade in hundratals nematoder från ruttnade frukter, lövströ och jord i CAZ, med hjälp av Geigerräknare för att mäta omgivande strålning och bärande skyddsdräkter mot radioaktivt damm.

Forskarna odlade nästan 300 av sina CAZ-maskar i ett laboratorium och valde ut 15 individer av O. tipulae för genomsekvensering.

Dessa sekvenserade genom jämfördes sedan med de sekvenserade genomerna från fem individer av O. tipulae från andra delar av världen – Filippinerna, Tyskland, USA, Mauritius och Australien.

CAZ-maskarna var i huvudsak mer genetiskt lika varandra än de var till de andra maskarna, med den genetiska avståndet motsvarande det geografiska avståndet för hela 20-stamsprovet. Men tecken på DNA-skador från den strålande miljön saknades.

Laget analyserade maskarnas genom noggrant och fann inga tecken på de storskaliga kromosomala omarrangemang som förväntades från en mutagen miljö. De fann heller ingen korrelation mellan maskarnas mutationsfrekvens och styrkan i den omgivande strålningen på den plats varje mask kom ifrån.

Slutligen utförde de tester på avkommorna av var och en av de 20 maskstammarna för att fastställa hur väl populationen tolererar DNA-skador. Även om varje stamläge hade en annan toleransnivå, hade även detta ingen korrelation med den omgivande strålningen som deras förfäder utsattes för.

Nematoder under ett mikroskop
Maskar insamlade i Tjernobyls avstängningszon, sedda under ett mikroskop. (Sophia Tintori)

Laget kunde bara sluta sig till att det inte finns några tecken på någon genetisk påverkan av CAZ-miljön på genomerna hos O. tipulae.

Och vad de faktiskt fann kan hjälpa forskare att försöka förstå varför vissa människor är mer benägna att få cancer än andra.

”Nu när vi vet vilka stammar av O. tipulae som är mer känsliga eller mer toleranta mot DNA-skador, kan vi använda dessa stammar för att studera varför olika individer är mer benägna än andra att lida av effekterna av cancerogener,” sade Tintari.

”Att tänka på hur olika individer reagerar annorlunda på DNA-skadande agenter i miljön är något som kommer att hjälpa oss att ha en tydlig bild av våra egna riskfaktorer.”

Forskningen har publicerats i Proceedings of the National Academy of Sciences.