W pierwszym kroku w kierunku zrozumienia, w jaki sposób psy – a być może ludzie – mogą przystosować się do intensywnych presji środowiskowych, takich jak narażenie na promieniowanie, metale ciężkie lub toksyczne chemikalia, naukowcy z North Carolina State, Columbia University Mailman School of Public Health, University of South Carolina , a Narodowe Instytuty Zdrowia odkryły, że dwie grupy psów mieszkające w Czarnobylskiej Strefie Wykluczenia, jedna na terenie byłych reaktorów w Czarnobylu, a druga w oddalonym o 16,5 km Czarnobylu, wykazały między sobą znaczne różnice genetyczne.

Wyniki wskazują, że są to dwie odrębne populacje, które rzadko się krzyżują. Podczas gdy wcześniejsze badania koncentrowały się na skutkach katastrofy elektrowni jądrowej w Czarnobylu na różne gatunki dzikich zwierząt, to jest to pierwsze badanie struktury genetycznej bezpańskich psów żyjących w pobliżu elektrowni jądrowej w Czarnobylu.

Katastrofa elektrowni jądrowej w Czarnobylu w 1986 r. spowodowała przesiedlenie ponad 300 000 osób mieszkających w pobliżu i doprowadziła do ustanowienia Strefy Wykluczenia, „ziemi niczyjej” o promieniu około 30 km, otaczającej uszkodzony kompleks reaktorów. Podczas gdy masowa eksplozja pary uwalniająca ogromne ilości promieniowania jonizującego do powietrza, wody i gleby była bezpośrednią przyczyną katastrofy, narażenie na promieniowanie nie jest jedynym zagrożeniem dla środowiska wynikającym z katastrofy. Chemikalia, toksyczne metale, pestycydy i związki organiczne pozostawione przez lata prac porządkowych oraz z opuszczonych i rozkładających się budowli, w tym pobliskiego opuszczonego miasta Prypeć i bazy wojskowej Duga-1, przyczyniają się do katastrofy ekologicznej i środowiskowej.

„W jakiś sposób dwie małe populacje psów zdołały przetrwać w tym wysoce toksycznym środowisku” — zauważył dr Norman J. Kleiman, adiunkt w dziedzinie nauk o zdrowiu środowiskowym w Columbia Mailman School of Public Health i współautor. „Oprócz sklasyfikowania dynamiki populacji tych psów w obu lokalizacjach, podjęliśmy pierwsze kroki w kierunku zrozumienia, w jaki sposób chroniczna ekspozycja na liczne zagrożenia środowiskowe mogła wpłynąć na te populacje”.

„Nadrzędne pytanie brzmi: czy katastrofa ekologiczna tej wielkości ma wpływ genetyczny na życie w regionie?” mówi Matthew Breen, Oscar J. Fletcher Distinguished Professor of Comparative Oncology Genetics w NC State i autor korespondent. „Mamy też dwie populacje psów żyjących w miejscu i w pobliżu miejsca poważnej katastrofy ekologicznej, które mogą dostarczyć kluczowych informacji, które pomogą nam odpowiedzieć na to pytanie”.

Wcześniejsze badania współautorów, kierowane przez współpracowników z NIH, wykorzystywały znacznie mniejszy zestaw wariantów genetycznych, ale większą liczbę psów, aby wykazać, że te dwie populacje były odrębne i każda miała skomplikowaną strukturę rodzinną.

W tym równoległym badaniu zespół przeanalizował próbki DNA psa z czterokrotnie większą liczbą wariantów genetycznych, co umożliwiło bliższe przyjrzenie się genomom. Oprócz potwierdzenia, że ​​te dwie populacje rzeczywiście różnią się genetycznie, zespół był również w stanie zidentyfikować 391 odstających regionów w genomach psów, które różniły się między psami żyjącymi w tych dwóch lokalizacjach.

„Pomyśl o tych regionach jako o znacznikach lub drogowskazach na autostradzie” – mówi Breen. „Identyfikują obszary w genomie, w których powinniśmy przyjrzeć się bliżej pobliskim genom. Co więcej, niektóre z tych markerów wskazują na geny związane z naprawą genetyczną; w szczególności z naprawą genetyczną po ekspozycji podobnej do tej, której doświadczają psy w Czarnobylu”. Następnie powiedział: „Na tym etapie nie możemy z całą pewnością powiedzieć, że jakiekolwiek zmiany genetyczne są odpowiedzią na wielopokoleniowe i złożone narażenia; mamy o wiele więcej do zrobienia, aby ustalić, czy tak jest”.

„Pytanie, na które musimy teraz odpowiedzieć, brzmi: dlaczego istnieją uderzające różnice genetyczne między dwiema populacjami psów?” mówi Megan Dillion, doktorantka w NC State i główna autorka opublikowanego badania. „Czy różnice wynikają tylko z dryfu genetycznego, czy też z unikalnych stresorów środowiskowych w każdym miejscu?”

„Pies jest gatunkiem wartowniczym” – mówi Breen. „Dbając o to, czy zmiany genetyczne, które wykryliśmy u tych psów, są odpowiedzią psiego genomu na narażenie populacji, być może będziemy w stanie zrozumieć, w jaki sposób psy przetrwały w tak nieprzyjaznym środowisku i co to może oznaczać dla każdego. populacji — zwierząt lub ludzi — która doświadcza podobnych narażeń”.

„Chociaż od wypadku minęło 37 lat, około 30-letni okres półtrwania utrzymujących się radioizotopów oznacza, że ​​zagrożenie stwarzane przez narażenie na promieniowanie jest nadal bardzo realne”, zauważa Kleiman, który jest również dyrektorem Columbia University Radiation Safety Kurs oficerski. „Kiedy ekspozycja na promieniowanie jest połączona ze złożoną toksyczną mieszaniną chemiczną o niepewnym składzie, pojawiają się bardzo realne obawy dotyczące zdrowia ludzkiego dla tysięcy ludzi, którzy nadal pracują w Strefie Wykluczenia przy ciągłych wysiłkach porządkowych, a także przy dwóch nowo zbudowanych paliwach jądrowych zakłady przetwórcze”.

„Zrozumienie wpływu genetycznego i zdrowotnego tych przewlekłych narażeń na psy wzmocni nasze szersze zrozumienie tego, w jaki sposób tego rodzaju zagrożenia środowiskowe mogą wpływać na ludzi i jak najlepiej łagodzić zagrożenia dla zdrowia”.

Badania pojawiają się w czasopiśmie Medycyna psów i genetyka.