چه بلایی بر سر کرم‌های چرنوبیل آمد؟

خبر آنلاین: مطالعه‌ی کرم‌های لوله‌ای ساکن در چرنوبیل، به محققان کمک خواهد کرد تا دریابند که چرا برخی از افراد دربرابر سرطان آسیب‌پذیرتر هستند.

به‌نظر می‌رسد کرم‌های میکروسکوپی که در محیط بسیار پرتوزای منطقه‌ی ممنوعه‌ی چرنوبیل (CEZ) زندگی می‌کنند، بدون آنکه از تشعشعات هسته‌ای آسیب ببینند، به حیات خود ادامه می‌دهند.

نماتدها یا کرم‌های لوله‌ای جمع‌آوری‌شده از منطقه برخلاف آنچه برای موجودات زنده‌ی ساکن در چنین مکان‌های خطرناکی انتظار می‌رود، هیچ نشانه‌ای از آسیب به ژنوم از خود نشان نداده‌اند. به‌گفته‌ی محققان، آسیب‌ندیدن کرم‌های لوله‌ای به این معنا نیست که CEZ ایمن است؛ بلکه نشان می‌دهد که کرم‌ها انعطاف‌پذیر هستند و می‌توانند به‌طرز ماهرانه‌ای با شرایطی که برای گونه‌های دیگر نامناسب است، سازگار شوند.

تیم زیست‌شناسان مسئول مطالعه به‌رهبری سوفیا تینتوری از دانشگاه نیویورک می‌گوید که یافته‌ی جدید می‌تواند بینش‌هایی را درمورد مکانیسم ترمیم DNA ارائه دهد و شاید روزی در آینده برای استفاده در پزشکی انسانی سازگار شود.

از زمان انفجار رآکتور در نیروگاه هسته‌ای چرنوبیل در سال ۱۹۸۶، تردد بدون مجوز دولت در مناطق اطراف آن و شهر مجاور پریپیات در اوکراین برای همه ممنوع است. مواد رادیواکتیو ته‌نشین‌شده در محیط ارگانیسم‌ها را درمعرض سطوح بسیار ناایمن تشعشعات یونیزه‌کننده قرار می‌دهند و خطر جهش ژنتیکی و سرطان و مرگ را به‌شدت افزایش می‌دهند.

منطقه‌ی ممنوعه چرنوبیل به پناهگاهی برای حیوانات رادیواکتیو عجیب‌وغریب تبدیل شده است هزاران سال باید بگذرد تا چرنوبیل دوباره برای سکونت انسان ایمن شود. بسیاری از ما این موضوع را می‌دانیم و بر این اساس خود را کنترل می‌کنیم؛ اما حیوانات نمی‌دانند که باید از این منطقه دوری کنند و به هر کجا که بخواهند، می‌روند. از زمان انفجار تاکنون، منطقه‌ی ممنوعه به پناهگاهی به‌ وسعت ۲۶۰۰ کیلومتر مربع برای حیوانات رادیواکتیو عجیب‌وغریب تبدیل شده است.

آزمایش‌های انجام‌شده روی حیوانات ساکن در چرنوبیل نشان‌دهنده‌ی تفاوت‌های ژنتیکی واضح این موجودات با سایر حیواناتی است که خارج از این منطقه زندگی می‌کنند؛ اما هنوزهم چیزهای زیادی درمورد اثرهای فاجعه روی اکوسیستم‌های محلی نمی‌دانیم.

تینتوری می‌گوید: «چرنوبیل فاجعه‌ای در مقیاس باورناپذیر بود؛ اما هنوز درک کاملی از تأثیرات این فاجعه بر جمعیت محلی نداریم؛ اینکه آیا تغییر ناگهانی محیط و گونه‌های مختلف یا حتی افراد یک گونه‌ را انتخاب کرد که ذاتاً دربرابر تشعشعات یونیزه‌کننده مقاوم‌تر هستند؟»

یکی از راه‌ها برای دست‌آوردن اطلاعات درباره‌ی سؤال یادشده، بررسی کرم‌های لوله‌ای است. این موجودات میکروسکوپی که در طیف وسیعی از زیستگاه‌ها (ازجمله بدن سایر موجودات زنده) زندگی می‌کنند، می‌توانند بسیار مقاوم باشند. موارد متعددی از بیدارشدن دوباره‌ی کرم‌های لوله‌ای پس از هزاران سال انجماد در خاک همیشه منجمد وجود داشته است.

کرم‌های لوله‌ای ژنوم ساده‌ و عمر کوتاه دارند. این یعنی چندین نسل از آن‌ها را می‌توان در زمان کوتاه مطالعه کرد. این ویژگی موجب می‌شود که کرم‌های لوله‌ای ارگانیسم‌های مدل بسیار خوبی برای مطالعه‌ی طیف وسیعی از موضوعات، از رشد فیزیکی گرفته تا ترمیم DNA و پاسخ به سموم باشند. به‌همین‌دلیل، تینتوری و همکارانش برای یافتن کرم‌های لوله‌ای گونه‌ی اوشیوس تیپولی که معمولاً در خاک زندگی می‌کنند، به‌سراغ حفاری در چرنوبیل بروند.

محققان با استفاده از شمارشگرهای گایگر برای اندازه‌گیری تشعشعات محیطی و پوشیدن لباس‌های محافظ دربرابر گردوغبار رادیواکتیو، صدها کرم لوله‌ای را از میوه‌های پوسیده و بستر برگ‌ها و خاک CEZ جمع‌آوری کردند. آن‌ها نزدیک به ۳۰۰ کرم جمع‌آوری‌شده را در آزمایشگاه کشت دادند و ۱۵ نمونه اوشیوس تیپولی را برای تعیین توالی ژنوم انتخاب کردند.

در مرحله‌ی بعد، پژوهشگران ژنوم‌های توالی‌یافته را با ژنوم‌های توالی‌یافته‌ی پنج نمونه‌ی اوشیوس تیپولی از سایر نقاط جهان (فلیپین، آلمان، ایالات متحده، موریس و استرالیا) مقایسه کردند. کرم‌های CEZ با وجود فاصله‌ی ژنتیکی مربوط به فاصله‌ی جغرافیایی، بیشتر از سایر کرم‌ها ازنظر ژنتیکی به یکدیگر شبیه بودند؛ اما هیچ نشانه‌ای از آسیب DNA ناشی از محیط مملو از تشعشع در آن‌ها وجود نداشت.

تیم تحقیقاتی پس از تجزیه‌وتحلیل دقیق ژنوم کرم‌ها، هیچ مدرکی مبنی‌بر بازآرایی‌های کروموزومی در مقیاس بزرگ که از محیطی جهش‌زا انتظار می‌رود، در آن‌ها پیدا نکرد. همچنین، محققان ارتباطی بین نرخ جهش کرم‌ها و قدرت تشعشعات محیطی در محلی که هریک از کرم‌ها از آن‌جا آمده بود، پیدا نکردند.

محققان درنهایت آزمایش‌هایی را روی فرزندان کرم‌ها انجام دادند تا مشخص کنند که این جمعیت چه میزان از آسیب DNA را تحمل می‌کند. با وجود متفاوت‌بودن سطح تحمل هر تبار، این موضوع نیز هیچ ارتباطی با تشعشعات محیطی که اجدادشان درمعرض آن بودند، نداشت.

کشف اخیر می‌تواند به محققان کمک کند تا دریابند چرا برخی از افراد بیش از دیگران مستعد ابتلا به سرطان هستند. تیم تحقیقاتی، تنها توانست به این نتیجه برسد که هیچ مدرکی مبنی‌بر تأثیر ژنتیکی محیط CEZ بر ژنوم اوشیوس تیپولی وجود ندارد. کشف آن‌ها می‌تواند به محققان کمک کند تا دریابند چرا برخی از افراد بیش از دیگران مستعد ابتلا به سرطان هستند.

تینتوری می‌گوید: «اکنون می‌دانیم که کدام‌یک از سویه‌های اوشیوس تیپولی دربرابر آسیب DNA حساس‌تر یا مقاوم‌تر هستند. می‌توانیم از این سویه‌ها برای بررسی این موضوع استفاده کنیم که چرا برخی از افراد بیشتر از سایرین درمعرض اثرهای سرطان‌زاها قرار دارند. فکرکردن درمورد اینکه افراد چگونه به عوامل آسیب‌دهنده‌ی DNA در محیط واکنش متفاوتی نشان می‌دهند، موضوعی است که به ما کمک می‌کند تا دید روشنی از عوامل خطر خود داشته باشیم.» نتایج تحقیق در ژورنال Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.