انفجار اتمی هم حریف این کرم‌های جان سخت نشد

فاجعه سال ۱۹۸۶ در نیروگاه هسته‌ای «چرنوبیل» (Chernobyl)، منطقه اطراف آن را به پرتوزاترین منطقه روی زمین تبدیل کرد. این منطقه از انسان‌ها تخلیه شد، اما بسیاری از گیاهان و حیوانات با وجود انتشار سطوح بالای تشعشعات که تقریبا چهار دهه پس از انفجار همچنان ادامه دارد، در آنجا زندگی می‌کنند.

به نقل از فیز، پژوهش جدیدی که به سرپرستی پژوهشگران «دانشگاه نیویورک» (NYU) انجام شده، نشان می‌دهد که قرار گرفتن در معرض تشعشعات مزمن ساطع‌شده از چرنوبیل، به ژنوم کرم‌های میکروسکوپی ساکن در آن آسیبی نرسانده است. این بدان معنا نیست که منطقه امن است، اما نشان می‌دهد که این کرم‌ها فوق‌العاده انعطاف‌پذیر هستند.

پژوهشگران در سال‌های اخیر دریافته‌اند که برخی از حیوانات ساکن در منطقه ممنوعه چرنوبیل، از نظر فیزیکی و ژنتیکی با همتایان خود در مناطق دیگر متفاوت هستند و این امر، پرسش‌هایی را در مورد تأثیر تشعشعات مزمن روی DNA ایجاد می‌کند.

«سوفیا تینتوری» (Sophia Tintori) دانشیار بخش زیست‌شناسی دانشگاه نیویورک و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: چرنوبیل یک تراژدی در مقیاس غیر قابل درک بود، اما ما هنوز درک خوبی را از تأثیرات این فاجعه بر جمعیت محلی نداریم.

تینتوری و همکارانش، کرم‌های لوله‌ای کوچک موسوم به «نماتد» (Nematode) را مورد بررسی قرار دادند که ژنوم ساده و تولید مثل سریع دارند. این ویژگی‌ها، نماتد‌ها را به یک نمونه سودمند برای درک پدیده‌های بیولوژیکی اساسی تبدیل می‌کنند.

«متیو راکمن» (Matthew Rockman) استاد زیست‌شناسی دانشگاه نیویورک و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: این کرم‌ها همه جا زندگی می‌کنند و تولید مثل سریعی دارند؛ بنابراین در حالی که یک مهره‌دار معمولی هنوز در حال آماده شدن است، ده‌ها نسل از نماتد تکامل می‌یابند.

تینتوری و راکمن در سال ۲۰۱۹ با همکاری دانشمندان اوکراینی و همکاران آمریکایی خود از جمله «تیموتی موسو» (Timothy Mousseau) زیست‌شناس «دانشگاه کارولینای جنوبی» (USC) که اثر تشعشعات ناشی از فاجعه‌های چورنوبیل و فوکوشیما را مطالعه می‌کند، از چرنوبیل بازدید کردند تا ببینند آیا تشعشعات مزمن، تأثیر قابل‌توجهی را روی کرم‌های منطقه داشته‌اند یا خیر.

آن‌ها کرم‌ها را از نمونه‌های خاک، میوه‌های پوسیده و سایر مواد آلی جمع‌آوری کردند. کرم‌ها از مکان‌هایی در سراسر منطقه با مقادیر متفاوت تشعشع جمع‌آوری شدند. پژوهشگران در آزمایشگاه دانشگاه نیویورک به مطالعه کردن کرم‌ها ادامه دادند که بخشی از آن شامل انجماد کرم‌ها بود.

راکمن گفت: ما می‌توانیم کرم‌ها را در حالت انجماد نگه داریم و بعدا برای مطالعه، آن‌ها را از حالت انجماد درآوریم. این بدان معناست که می‌توانیم تکامل را در آزمایشگاه متوقف کنیم. این کار درباره بیشتر مدل‌های حیوانی غیرممکن است و زمانی بسیار ارزشمند می‌شود که بخواهیم حیواناتی را مقایسه کنیم که تاریخ‌های تکاملی متفاوتی را تجربه کرده‌اند.

پژوهشگران تحلیل خود را روی ۱۵ نماتد از گونه «Oscheius tipulae» متمرکز کردند که در پژوهش‌های ژنتیکی و تکاملی استفاده می‌شوند. آن‌ها توالی ژنوم این ۱۵ کرم جمع‌آوری‌شده از چرنوبیل را با ژنوم پنج کرم همتای آن‌ها مقایسه کردند که از سایر نقاط جهان جمع‌آوری شده بودند.

پژوهشگران با شگفتی دریافتند که با وجود به کار بردن چندین تحلیل متفاوت نمی‌توانند نشانه‌ای را از آسیب تشعشع روی ژنوم کرم‌های چرنوبیل تشخیص دهند.

تینتوری خاطرنشان کرد: این بدان معنا نیست که چرنوبیل بی‌خطر است، بلکه به احتمال زیاد بدین معناست که نماتد‌ها حیوانات واقعا انعطاف‌پذیری هستند و می‌توانند در شرایط سخت مقاومت کنند. همچنین، ما نمی‌دانیم که هر یک از کرم‌های جمع‌آوری‌شده چقدر در این منطقه بوده‌اند. بنابراین، ما نمی‌توانیم دقیقا مطمئن باشیم که هر کرم و اجدادش در چهار دهه گذشته چه سطحی از تشعشع را دریافت کرده‌اند.

پژوهشگران با توجه به این که آیا فقدان امضای ژنتیکی به دلیل وجود قابلیت محافظت یا ترمیم DNA در کرم‌های ساکن چرنوبیل است یا خیر، یک سیستم را برای مقایسه سرعت رشد جمعیت کرم‌ها طراحی کردند و آن را برای سنجش میزان حساسیت فرزندان هر یک از کرم‌ها نسبت به انواع گوناگون آسیب DNA به کار بردند.

اگرچه میزان تحمل کرم‌ها با یکدیگر متفاوت بود، اما این تفاوت‌ها با سطوح تشعشع در محل جمع‌آوری آن‌ها مطابقت نداشتند. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهند که کرم‌های چرنوبیل لزوما در برابر تشعشعات تحمل بیشتری ندارند و رادیواکتیو آن‌ها را مجبور به تکامل نکرده است.

نتایج این پژوهش، سرنخ‌هایی را در مورد این موضوع ارائه می‌دهد که چگونه ترمیم DNA می‌تواند از فردی به فرد دیگر متفاوت باشد. با وجود سادگی ژنتیکی نماتد‌های Oscheius tipulae، این پژوهش می‌تواند به درک بهتر تغییرات طبیعی در انسان کمک کند.

تینتوری گفت: اکنون که می‌دانیم کدام سویه‌های Oscheius tipulae نسبت به آسیب DNA حساس‌تر یا متحمل‌تر هستند، می‌توانیم از آن‌ها برای بررسی این موضوع استفاده کنیم که چرا برخی افراد بیشتر از دیگران تحت تاثیر مواد سرطان‌زا قرار می‌گیرند.

این که چگونه اعضای یک گونه نسبت به آسیب DNA واکنش نشان می‌دهند، برای پژوهشگران حوزه سرطان مهم است؛ به ویژه پژوهشگرانی که می‌خواهند بدانند چرا برخی از انسان‌ها به طور ژنتیکی مستعد ابتلا به سرطان هستند.

تینتوری اضافه کرد: فکر کردن در مورد این که انسان‌ها چگونه واکنش متفاوتی را به عوامل آسیب‌رسان DNA در محیط نشان می‌دهند، به ما کمک می‌کند تا درک روشنی را از عوامل خطر داشته باشیم.

این پژوهش در مجله «PNAS» به چاپ رسید.