“切尔诺贝利狗”告诉我们如何在污染环境中生存

本文转载自哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院的一篇新闻稿。

在了解狗——也许还有人类——如何适应强烈的环境压力，如暴露于辐射、重金属或有毒化学物质的第一步，北卡罗来纳州立大学、哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院、南卡罗来纳大学和美国国立卫生研究院的研究人员发现，生活在切尔诺贝利禁区内的两组狗，一组生活在前切尔诺贝利反应堆所在地，和另一个16.5公里外的切尔诺贝利市，显示出它们之间的显著基因差异。结果表明，这是两个不同的种群，很少杂交。虽然早期的研究集中在切尔诺贝利核电站灾难对各种野生动物的影响上，但这是第一次对生活在切尔诺贝利核电站附近的流浪狗的遗传结构进行调查。

1986年的切尔诺贝利核电站灾难使30多万附近居民流离失所，并导致建立了一个隔离区，一个以受损反应堆为中心半径约30公里的“无人区”。虽然大规模的蒸汽爆炸向空气、水和土壤中释放出大量电离辐射是灾难的直接原因，但辐射暴露并不是灾难造成的唯一环境危害。化学物质、有毒金属、农药和有机化合物是多年来清理工作遗留下来的，以及废弃和腐烂的建筑遗留下来的，包括附近废弃的普里皮亚季市和杜加-1军事基地，所有这些都造成了生态和环境灾难。

哥伦比亚梅尔曼公共卫生学院环境健康科学助理教授诺曼·j·克莱曼博士指出:“不知怎么的，两个小种群的狗在那种剧毒的环境中生存了下来。”“除了对这两个地点的这些狗的种群动态进行分类外，我们还迈出了了解长期暴露于多种环境危害如何影响这些种群的第一步。”

“这里最重要的问题是:如此严重的环境灾难是否会对该地区的生命产生遗传影响?”北卡罗来纳州立大学Oscar J. Fletcher比较肿瘤遗传学杰出教授、通讯作者Matthew Breen说。“我们有两个种群的狗生活在一个重大环境灾难的现场和附近，这可能会提供关键信息，帮助我们回答这个问题。”

由美国国立卫生研究院的合作者领导的合著者的早期研究，使用了一组小得多的遗传变异，但狗的数量更多，表明这两个种群是分开的，每个种群都有复杂的家庭结构。

在这项平行研究中，研究小组分析了狗的DNA样本，其中遗传变异的数量是之前的四倍，这让他们对基因组有了更深入的了解。除了确认这两个种群在基因上确实不同之外，研究小组还能够识别出生活在这两个地方的狗的基因组中391个异常区域。“把这些区域想象成高速公路上的标记或路标，”布林说。“他们确定了基因组中我们应该更仔细地观察附近基因的区域。此外，其中一些标记指向与基因修复相关的基因;具体来说，在与切尔诺贝利的狗所经历的相似的暴露后进行基因修复。”他接着说:“在这个阶段，我们不能肯定地说，任何基因改变都是对多代复杂暴露的反应;我们还有很多工作要做，以确定情况是否如此。”

“我们现在必须回答的问题是，为什么两种狗之间存在显著的基因差异?”北卡罗来纳州立大学的博士候选人、该研究的主要作者梅根·迪利恩说。“这些差异仅仅是由于遗传漂变，还是由于每个地方独特的环境压力因素?”

“狗是一种哨兵，”布林说。“通过梳理我们在这些狗身上检测到的基因变化是否是犬类基因组对种群所面临的暴露的反应，我们也许能够理解狗是如何在如此恶劣的环境中生存下来的，以及这对任何经历过类似暴露的动物或人类群体意味着什么。”

“虽然事故已经过去37年了，但放射性同位素的半衰期长达30年，这意味着辐射暴露带来的危险仍然非常真实，”克莱曼说，他也是哥伦比亚大学辐射安全官员培训课程的主任。“当辐射暴露与成分不确定的复杂有毒化学混合物结合在一起时，成千上万的人继续在禁区内工作，继续进行清理工作，以及在两座新建的核燃料再处理厂工作，这就引发了非常现实的人类健康问题。”

“了解这些长期暴露在狗身上的遗传和健康影响，将加强我们对这些类型的环境危害如何影响人类以及如何最好地减轻健康风险的更广泛理解。”

这项研究发表在犬类医学与遗传学．