Het wil zeker niet zeggen dat het gebied – bijna 40 jaar nadat één van de vier kernreactoren van Tsjernobyl explodeerde en een deel van de kerncentrale afbrandde – nu veilig is. Maar het hint er wel op dat deze wormpjes uitzonderlijk goed bestand zijn tegen radioactieve straling.
Tot die conclusie komen Amerikaanse onderzoekers in het blad Proceedings of The National Academy of Sciences. Hun studie handelt over microscopisch kleine rondwormen, behorende tot de soort Oscheius tipulae.
Vervreemdingszone
De Amerikaanse onderzoekers verzamelden deze rondwormen in 2019 in de zogenoemde vervreemdingszone: een gebied in een straal van 30 kilometer rondom de kerncentrale van Tsjernobyl. Alle mensen die ooit in het gebied woonden, zijn na de kernramp geëvacueerd en nog altijd is het voor mensen verboden om het gebied (zonder uitdrukkelijke toestemming) te betreden. Het heeft alles te maken met het feit dat de grond zwaar radioactief besmet is.
Rondwormen verzamelen
Maar dat weerhield de onderzoekers – gehuld in speciale kleding en gewapend met geigertellers – er dus niet van om het gebied te betreden. En ze gingen er op jacht naar rondwormen. Een bewuste keuze, zo vertelt onderzoeker Sophia Tintori. “Tsjernobyl was een enorme tragedie, maar we begrijpen nog altijd niet helemaal welke effecten de ramp op lokale populaties had.” Wat we wél weten, is dat de vervreemdingszone weliswaar door mensen verlaten is, maar nog wemelt van leven. Talloze diersoorten leven er niet alleen, maar gedijen er zelfs. Van sommige daarvan is reeds vastgesteld dat ze fysiek en genetisch anders zijn dan hun soortgenoten die ver van Tsjernobyl leven, wat de vraag oproept welke impact de voortdurende blootstelling aan straling op hun DNA heeft. “Leidde de plotselinge veranderingen in het milieu ertoe dat er geselecteerd werd op soorten of zelfs individuen binnen een soort, die van nature beter bestand zijn tegen ioniserende straling?” vraagt Tintori zich hardop af. Om daar meer helderheid over te krijgen, besloten Tintori en collega’s dus rondwormen te verzamelen: microscopisch kleine organismen met een simpel genoom en een heel korte generatietijd. “Deze wormen leven overal en ze leven snel, wat betekent dat ze door tientallen generaties aan evolutie gaan, terwijl de gemiddelde gewervelde in hetzelfde tijdsbestek nog bezig is zijn schoenen aan te doen,” grapt onderzoeker Matthew Rockman. Het maakt de rondwormen geknipt voor nader onderzoek naar (de evolutie van) bepaalde eigenschappen. Zoals bijvoorbeeld hun reactie op radioactieve straling. En dus trokken de onderzoekers erop uit en verzamelden de rondwormen rondom Tsjernobyl, in gebieden die in verschillende mate aan radioactieve straling waren blootgesteld. De verzamelde wormen werden vervolgens ingevroren, om op een later moment voor onderzoek weer ontdooid te worden.
Onderzoek
Dat vervolgonderzoek volgde na terugkeer in New York. Daar namen de onderzoekers het genoom van vijftien rondwormen onder de loep en vergeleken het met het genoom van vijf soortgenoten die elders op aarde – ver van Tsjernobyl – waren verzameld. Hoewel het DNA van de Tsjernobyl-wormen wel iets afweek van dat van de rondwormen die elders op aarde hadden geleefd, waren die verschillen niet toe te schrijven aan blootstelling aan radioactieve straling, zo concluderen de onderzoekers. Sterker nog: ze konden geen enkele aanwijzing vinden dat het genoom van de Tsjernobyl-rondwormen door de radioactieve straling waar zij toch in meer of mindere mate aan waren blootgesteld, beschadigd was geraakt. “Het betekent niet dat Tsjernobyl veilig is,” benadrukt Tintori. “Het betekent waarschijnlijk dat rondwormen heel weerbare organismen zijn die bestand zijn tegen extreme omstandigheden. We weten ook niet,” zo voegt Tintori verder toe. “Hoelang elk van de verzamelde wormen in de vervreemdingszone is geweest, dus we kunnen ook niet vaststellen in welke mate deze worm en zijn voorouders in de afgelopen vier decennia aan radioactieve straling is blootgesteld.”
Vervolg
Het onderzoek hint er desalniettemin voorzichtig op dat de rondwormen heel goed in staat zijn om DNA-schade die ze door toedoen van radioactieve straling oplopen, te repareren. En dat roept een interessante vraag op. Namelijk: zijn ze daar van nature tot in staat? Of hebben de Tsjernobyl-rondwormen die vaardigheid – middels evolutie – ontwikkeld, doordat ze wellicht generaties op rij aan radioactieve straling zijn blootgesteld? Om dat uit te zoeken, gingen de onderzoekers nog een stap verder. Ze stelden verschillende wormen – uit Tsjernobyl, maar ook afkomstig van andere plaatsen – bloot aan zogenoemde mutagenen: chemische stoffen die het DNA beschadigen en zo erfelijke veranderingen (oftewel: mutaties) kunnen veroorzaken. De rondwormen kregen vervolgens volop de gelegenheid om zich voort te planten, waardoor in korte tijd meerdere generaties van deze rondwormen ontstonden. De onderzoekers keken daarna in hoeverre die volgende generaties de door mutagene stoffen ingegeven mutaties met zich meedroegen. Het onderzoek onthult dat de verschillende ‘families’ rondwormen die zo waren verkregen, niet allemaal even goed in staat waren om de door de chemicaliën aangerichte DNA-schade te repareren. Maar het bleek niet mogelijk te zijn om de mate waarin ze in staat waren hun DNA te repareren, te voorspellen aan de hand van de mate waarin ze aan radioactieve straling waren blootgesteld. Oftewel: de wormen uit Tsjernobyl waren niet per definitie beter bestand tegen DNA-schade dan rondwormen die op andere plaatsen op aarde waren verzameld.
Het is een interessante bevinding, vindt Tintori. “Nu we weten welke stammen van O. tipulae gevoeliger zijn voor of juist beter bestand zijn tegen DNA-schade, kunnen we deze stammen gebruiken om te achterhalen waarom sommige individuen vatbaarder zijn voor de effecten van kankerverwekkende stoffen dan anderen.” En dat heeft niet alleen implicaties voor deze microscopisch kleine wormpjes, maar uiteindelijk mogelijk ook voor ons mensen. Het feit dat verschillende individuen ook heel verschillend kunnen reageren op DNA-schade, is namelijk iets wat bijvoorbeeld ook kankeronderzoekers flink bezighoudt. Zij willen heel graag begrijpen waarom sommige mensen die een genetische aanleg hebben om kanker te ontwikkelen de ziekte ook daadwerkelijk krijgen, terwijl anderen – met dezelfde genetische aanleg – de dans weten te ontspringen. “Nadenken over hoe individuen heel verschillend reageren op DNA-beschadigende stoffen in de omgeving is iets wat ons kan helpen om een duidelijker beeld te kregen van onze eigen risicofactoren,” meent Tintori.
