1986 年、ウクライナのチェルノブイリ原子力発電所の原子炉 4 号機が壊滅的なメルトダウンに見舞われました。 放射性原子の攻撃が残骸から飛び出し、ヨーロッパ中に散らばり、北アメリカにまで達しました。 発電所周辺地域では、生態学的災害が発生し始めました。 松の木が倒れた。 昆虫の個体数は激減しました。 汚染された土壌は作物を枯らしました。
メルトダウンから数時間後、近くの住民はほとんど予告なしに立ち退きを余儀なくされ、軍関係者や他の民間人である清算人が放射能の混乱を「一掃」するために移動しました。 ペットは避難者と一緒に旅行することを許可されておらず、捨てなければなりませんでした。 ウクライナ内務省の指令により、軍関係者は、チェルノブイリ立入禁止区域内の地域の多くの犬を含むペットを追い詰めて処刑するよう命じられました。
しかし、一部のペットは捕獲と殺害を回避し、CEZ に住み着きました。 清算人はしばしば今は迷子になっている人々に餌を与えて収容し、人口は辛抱しました。
今日、チェルノブイリの運命にある原子炉は、石棺として知られる巨大なコンクリート構造物に埋葬されていますが、そのメルトダウンの影響は残っています。 大惨事の 10 日後に放出された放射性原子 — 放射性核種 — は、依然として土壌、水、そしてそうです、チェルノブイリの犬を含む CEZ を生息地とする動物に浸透しています。
犬のこの不幸な運命には、やや厳しい銀色の裏地があります。 これらの犬の DNA を研究することで、研究者は、放射線への慢性的な被ばくが生理学と健康に長期的な影響を与える方法をよりよく理解することができました。
新しい研究では、 3月3日にScience Advances誌に掲載されました、研究者は、チェルノブイリ周辺の犬の集団の遺伝学を解読することに着手し、現在発電所とその周辺地域を故郷と呼んでいる302匹の自由に歩き回る犬の遺伝子を特徴付けています。 CEZの大型哺乳類がこのように研究されたのは初めてです。
「彼らは、高レベルおよび低レベルの放射線への曝露を含む過酷な環境が、この地域で15世代にわたって暮らし、繁殖してきた動物のDNAにどのように影響するかを見る機会を提供します.国立衛生研究所の国立ヒトゲノム研究所および研究に関する著者。
SNP として知られる DNA の小さな変化を研究することで、チームはこれらの集団の遺伝的類似性を測定することができました。 チェルノブイリの犬をヨーロッパの他の場所の純血種の犬と比較すると、チームは、チェルノブイリ原子力発電所の近くに住んでいて、プリピャチと近くの鉄道駅を占有している犬の 1 つのグループが、遺伝的に異なる閉じた家族であることを明らかにしました。
このグループは、わずか 10 マイル離れたチェルノブイリ市に住んでいる犬とは遺伝的に異なっていました。
「これは、放射性環境に起因する重要な遺伝子の突然変異を見つけることを目的とした将来の研究の土台を整えます」とオストランダーは言いました。
重要なのは、研究 しません 被災地の放射線は、それ自体が犬の DNA に変化や突然変異を引き起こしたことを示しています。 近親交配と隔離は、チームが DNA に見たような変化を引き起こす可能性があります。
「放射線によって引き起こされたde novo突然変異があったかどうかを知るために、研究者はイヌの全ゲノムシーケンシングを実施し、この集団に独自のバリアントがあるかどうかを確認する必要があったでしょう」と動物遺伝学者で計算生物学者のクレア・ウェイドは述べた.シドニー大学は研究に関与していません。
de novo 変異とは、遺伝的に受け継がれなかった変異のことです。 SNP だけでなく、ゲノム全体 (生物の DNA のすべて) を調べることで、研究者はより多くの情報を引き出すことができ、生理学的な影響を与える可能性のある遺伝子の変異を発見できます。 まさにチェルノブイリの犬チームが計画していることです。
現在 400 を超える DNA サンプルが収集されているため、研究者は、これらのチェルノブイリ集団の DNA 変異が、放射能の高い環境でイヌが生活するのにどのように役立つかを調査し始めることができます。 おそらく、たとえば、植物に近い犬に生存上の優位性を与える特定の遺伝子のスイッチがオンまたはオフになっている可能性があります。 全ゲノム シーケンスを比較すると、これらの関係を明らかにするのに役立ちます。
災害後のチェルノブイリ周辺の生物を長い間研究してきたサウスカロライナ大学の生物学者であり、論文の著者であるティム・ムソー氏は、現在、400個のサンプルの半分以上について完全なDNA配列が取得されていると述べています。
災害後のチェルノブイリでは生命が復活し、繁栄したという神話が根強く残っていますが、 必ずしもそうではない. 犬はチェルノブイリで研究された最初の大型哺乳類ですが、これまでの研究では、昆虫から鳥類まで、地域内のさまざまな生物に対する放射線の影響が調査されてきました。
例えば、 1997 年の論文はツバメが放射線にさらされていることを示した チェルノブイリ周辺ではde novo変異が多く、部分的にアルビノである可能性が高く、ムソーの研究は、汚染された地域では種の数が減少したことを示しています.
他の研究は、CEZ で生物を研究することから得られるかもしれないある種の啓示を示唆しています。 2020 年、科学者たちは、放射線を吸収してエネルギーに変換できる色素であるメラニンを高レベルで持つ菌類の種を発見しました。 高レベルのメラニンを生成することは、放射線の脅威が常に存在する宇宙飛行士に一種の保護日焼け止めまたは「シールド」を提供する可能性があります.
チェルノブイリの犬のゲノムは、同様のレベルの洞察を提供しますか? これは、チームが答えたいと思っている未解決の質問です。
「私たちは、この環境での生存に対する環境の役割に関する問題に対処するために必要なものを本当に持っています」とムソーは言いました.