Čornobiļas tārpi attīstījuši 'jaunus talantus’  (2)

Čornobiļas aizlieguma zonā (CEZ) savāktās nematodes neuzrādīja nekādus ģenētiskus defektus, kā to varētu gaidīt no dzīviem organismiem, kas dzīvo šajā zonā. Zinātnieki gan uzsver, ka šis atklājums nekādi nenorāda uz to, ka CEZ būtu kļuvusi droša, drīzāk šie tārpi ir izturīgi un spēj pielāgoties apstākļiem, kas varētu būt nepieņemami citām sugām.

Pētījumu veica biologu komanda, kuru vadīja Sofija Tintori no Ņujorkas Universitātes, sadarbībā ar ukraiņu kolēģiem. Viņi uzskata, ka atklātais varētu sniegt ieskatu DNS remonta mehānismos, kurus kādu dienu varētu pielāgot izmantošanai cilvēku medicīnā.

Kopš kodolreaktora eksplozijas Čornobiļas atomelektrostacijā 1986. gada aprīlī teritorija ap to un tuvējā Pripetas pilsēta Ukrainā ir slēgtā zona, kurā nav iespējams iekļūt bez valdības apstiprinājuma. Radioaktīvie materiāli, kas nogulsnējušies vidē, pakļauj organismus ārkārtīgi bīstama līmeņa starojuma iedarbībai, ievērojami palielinot mutāciju, vēža un nāves risku.

Paies tūkstošiem gadu, līdz Čornobiļa atkal kļūs droša cilvēkiem. Bet dzīvnieki dodas, kur vēlas, un kopš reaktora avārijas Čornobiļas aizlieguma zona ir kļuvusi par dīvainu radioaktīvu 2600 kvadrātkilometrus lielu rezervātu.

Pārbaudes ar dzīvniekiem, kas dzīvo šajā reģionā, ir parādījuši skaidras ģenētiskās atšķirības no dzīvniekiem, kuri tur nedzīvo. "Taču joprojām ir daudz, ko mēs nezinām par katastrofas ietekmi uz vietējām ekosistēmām," saka pētnieki.

"Čornobiļa bija neaptverama mēroga traģēdija, taču mums joprojām nav izpratnes par katastrofas ietekmi uz vietējām populācijām," saka Tintori. "Kā pēkšņās vides pārmaiņas skārušas sugas vai pat indivīdus sugās, kas dabiski ir izturīgākas pret starojumu?"

Viens no veidiem, kā gūt atbildes uz šiem jautājumiem, ir aplūkot nematodes – mikroskopiskus apaļtārpus, kas dzīvo daudzos biotopos (tostarp citu organismu ķermeņos). Nematodes var būt ļoti izturīgas; ir bijuši vairāki gadījumi, kad tās atkal pamostas pēc tūkstošiem gadu, pavadītiem mūžīgajā sasalumā.

Šiem tārpiem ir vienkārši genomi un tie dzīvo īsu mūžu, kas nozīmē, ka īsā laikā var izpētīt vairākas paaudzes. Tas padara tos par lieliskiem paraugorganismiem, lai pētītu dažādas lietas, sākot no bioloģiskās attīstības līdz DNS atjaunošanai un toksīnu reakcijai. Tāpēc Tintori ar kolēģiem 2019. gadā devās uz Čornobiļu, lai atrastu 'Oschieus tipulae’ sugas nematodes, kas parasti dzīvo augsnē. Tika ievākti paraugi ar vairākiem simtiem tārpu, no kuriem pēc tam laboratorijā Ņujorkas Universitātē tika atlasīti 15 paraugi genoma sekvencēšanai, salīdzinot tos ar citiem 'Oschieus tipulae’ no dažādām pasaules vietām.

Zinātniekiem par lielu pārsteigumu, Čornobiļas nematodes neuzrādīja nekādas ģenētiskas novirzes vai radiācijas radītus bojājumus, salīdzinot ar pārējiem tārpiem.

"Tas nenozīmē, ka Čornobiļa ir droša – visticamāk, tas norāda uz to, ka nematodes ir patiešām izturīgi dzīvnieki un var izdzīvot ekstremālos apstākļos," atzīmē Tintori. "Mēs arī nezinām, cik ilgi katrs no mūsu savāktajiem tārpiem atradās zonā, tāpēc nevaram precīzi zināt, kādu [radiācijas] ekspozīcijas līmeni katrs tārps un tā senči ir saņēmuši pēdējo četru gadu desmitu laikā."

Zinātnieki rūpīgi analizēja tārpu genomu un neatrada pierādījumus par liela mēroga hromosomu pārkārtošanos, kas sagaidāma no mutagēnas vides. Viņi arī neatrada korelāciju starp tārpu mutāciju ātrumu un apkārtējās vides starojuma stiprumu vietā, no kuras katrs tārps cēlies.

Visbeidzot, viņi veica testus ar pēcnācējiem katrā no 20 tārpu celmiem, lai noteiktu, cik labi populācija panes DNS bojājumus. Lai gan katrai līnijai bija atšķirīgs tolerances līmenis, arī tam nebija korelācijas ar apkārtējo starojumu, kam bija pakļauti viņu senči.

Pētniekiem atlika vien secināt, ka nav pierādījumu par CEZ vides ģenētisko ietekmi uz 'O. Tipulae’ genomiem. Toties viņu atklājums varētu palīdzēt pētniekiem mēģināt noskaidrot, kāpēc daži cilvēki ir jutīgāki pret vēzi nekā citi.

"Tagad, kad mēs zinām, kuri 'O. Tipulae’ celmi ir jutīgāki vai tolerantāki pret DNS bojājumiem, mēs varam izmantot šos celmus, lai izpētītu, kāpēc dažādi indivīdi biežāk nekā citi cieš no kancerogēnu ietekmes," saka Tintari.