Metodologia badania genomów dzieci likwidatorów
Naukowcy postanowili sprawdzić hipotezę w nietypowy sposób. Zamiast skupiać się wyłącznie na ofiarach Czarnobyla, przyjrzeli się trzem różnym grupom. W pierwszej znalazło się 130 dzieci osób pracujących przy usuwaniu skutków katastrofy, które otrzymały dawki promieniowania od zera do ponad 4 grejów. Porównano je z 110 potomkami emerytowanych niemieckich operatorów radarów z czasów zimnej wojny (dawki do 0,35 greja) oraz z grupą kontrolną 1275 dzieci z rodzin bez żadnej historii narażenia na promieniowanie.
Czytaj też: Promieniowanie Czerenkowa w próżni. Naukowcy nie mają wątpliwości, że to sygnał nowej fizyki
Kluczem było poszukiwanie konkretnego typu uszkodzeń DNA, tzw. skupionych mutacji de novo. To wielokrotne zmiany w materiale genetycznym, skupione na bardzo krótkim odcinku łańcucha DNA, które są charakterystyczną „sygnaturą” działania promieniowania jonizującego. Analiza całych genomów przyniosła klarowne wyniki. Średnia liczba takich mutacji u dzieci z Czarnobyla wyniosła 2,65 na osobę. U potomstwa operatorów radarów było to 1,48, a w grupie kontrolnej zaledwie 0,88. Co więcej, liczba mutacji rosła liniowo w stosunku do dawki promieniowania, jaką otrzymał ojciec.
Niniejsze badanie jest pierwszym, które dostarcza dowodów na istnienie transgeneracyjnego efektu długotrwałego narażenia ojców na niskie dawki promieniowania jonizującego – relacjonuje Krawitz
Dlaczego błędy w DNA ojców trafiają do dzieci?
Jak dokładnie do tego dochodzi? Promieniowanie jonizujące działa pośrednio. Najpierw jonizuje cząsteczki wody wewnątrz komórek, tworząc wysoce reaktywne formy tlenu. Te „wolne rodniki” atakują następnie strukturę DNA, powodując m.in. obustronne pęknięcia nici. Organizm próbuje takie uszkodzenia naprawić. Problem w tym, że komórki rozrodcze – zwłaszcza dojrzewające plemniki – są na te uszkodzenia wyjątkowo wrażliwe. Naprawa przez tzw. niehomologiczne łączenie końców, która dominuje w tym stadium, jest szybka, ale i podatna na błędy. Gdy uszkodzony plemnik z błędnie „sklejonym” DNA zapładnia komórkę jajową, wprowadzone mutacje stają się częścią genomu dziecka. Większość z tych zmian, na szczęście, trafia w obszary DNA, które nie kodują białek.
Tu dochodzimy do najważniejszego punktu, który warto podkreślić: samo wykrycie mutacji nie oznacza automatycznie wzrostu ryzyka poważnych schorzeń. Badacze porównali wpływ promieniowania z innym, dobrze znanym czynnikiem – wiekiem ojca. Okazało się, że każdy rok życia ojca dodaje potomstwu średnio 1-2 nowych mutacji, co jest efektem znacznie silniejszym niż ten związany z napromieniowaniem. Dla porównania, dodatkowa mutacja związana z pracą w Czarnobylu to wzrost o ułamki procenta. W praktyce oznacza to, iż 40-letni mężczyzna bez historii narażenia na promieniowanie przekaże dziecku prawdopodobnie więcej nowych mutacji niż 25-letni likwidator z Czarnobyla. Dr Krawitz uspokaja, że dodatkowe ryzyko kliniczne związane z tymi specyficznymi mutacjami jest znikome. To dobra wiadomość dla tysięcy rodzin w Europie Wschodniej, które latami żyły w niepewności. Naukowcy są jednak ostrożni i podkreślają, że szacowanie dawek promieniowania sprzed dziesięcioleci opierało się na dokumentacji oraz wspomnieniach, co nie jest idealnie precyzyjne.
Czego jeszcze nie wiemy o transgeneracyjnych efektach?
Odkrycie otwiera nowe ścieżki badawcze. Potrzebne są większe grupy badawcze, które pozwolą na dokładniejszą analizę statystyczną, oraz lepsze metody pomiaru dawek promieniowania otrzymanych w przeszłości. Naukowcy chcą też przyjrzeć się bardziej złożonym zmianom chromosomalnym, które mogły umknąć w obecnej analizie. Zrozumienie tych mechanizmów ma znaczenie nie tylko historyczne. Może pomóc w opracowaniu lepszych standardów ochrony radiologicznej dla personelu medycznego, pracowników elektrowni jądrowych czy żołnierzy.