Механизмы, которые позволяют растениям существовать близ Чернобыля, не реагируя на радиоактивное излучение, выявлены учеными Словакии и Украины. Максим Данченко из киевского Института клеточной биологии и генной инженерии рассказал подробности эксперимента.
Сразу после чернобыльской аварии, произошедшей 26 апреля 1986 года, было высказано мнение, что вокруг станции будет голая земля, лишенная всего живого. Однако прошли годы, а на загрязненной территории спокойно растут лес и зеленеют поля, где многие дикие животные чувствуют себя вполне комфортно.
Этот феномен не мог не заинтересовать ученых.
«Если вы там побываете сейчас, то никогда не поверите в то, что там случилась такая страшная авария», – говорит Мартин Хайдух из Института генетики растений и биотехнологий (город Нитра, Словакия).
В 2007 году группа под руководством Хайдуха, в которую вошли ученые Словакии и Украины, посеяла семена льна на загрязненном участке около Припяти. Для контроля семена были посеяны и на участке земли, где отсутствовала радиация.
«Лён как объект проекта был выбран скорее случайно, поскольку особых предпосылок считать именно эту культуру устойчивой к радиации не было, – пояснил Максим Данченко из киевского Института клеточной биологии и генной инженерии, участвовавший в исследовании. – Однако есть также и рациональные предпосылки. Так, лен – это альтернатива другому объекту с совершенно отличительной физиологией – сое (с которой проводились предыдущие исследования в Чернобыле). Наши партнеры из Словакии много лет проводили разные работы именно на льне, накопив таким образом большое количество разносторонней информации. Кроме того, поскольку мы выбрали сорт льна-долгунца, то вполне возможно рассматривать перспективы выращивания культуры на загрязненных территориях. Семена же исследовались потому, что именно они являются следующим поколением, таким образом, все возможные изменения будут затрагивать растения следующих поколений».
Результаты исследований, которые опубликованы в Environmental Science & Technology, показали наличие у растений механизмов, позволяющих им расти в условиях высокого радиационного загрязнения окружающей среды.
«Просто невероятно, насколько быстро сумела адаптироваться эта экосистема», – заявил в интервью «Би-би-си» Мартин Хайдух.
«Главной целью работы являлось исследование механизмов адаптации растений к радиационному загрязнению, – рассказал Данченко. – Нам удалось показать наличие множественных изменений на белковом уровне, используя сравнительную протеомику (протеомика – наука, основным предметом изучения которой являются белки и их взаимодействие в живых организмах, в том числе в человеческом), и даже предложить возможный сценарий адаптации.
Однако заявлять, что именно предложенные нами пути единственно возможны, несколько преждевременно.
В обозримом будущем мы планируем закончить анализ второго и третьего поколений растений из «грязных» участков. Новые данные должны позволить уточнить и подтвердить предложенные биохимические пути адаптации».
Участники исследования полагают, что растения достаточно легко смогли адаптироваться в условиях чернобыльской аварии, так как миллионы лет назад на Земле присутствовала радиация, к которой живые организмы должны были приспособиться. Возможно, что события на Чернобыльской станции просто вызвали эти древние механизмы.
«Много лет назад радиационный фон на планете был несравненно выше, чем в настоящее время. Главной причиной являлся другой состав атмосферы, который позволял проникать большему количеству радиоактивного излучения из космоса, – пояснил Максим Данченко. – Соответственно, развивающаяся в таких тяжелых условиях жизнь должна была выработать какие то защитные пути, сохранившееся, скорее всего, и в наше время».
Данченко рассказал, что пока говорить о реальном практическом применении полученных им и коллегами результатов рано: цель работы была скорее более фундаментальной, нежели получить ответ, что же на самом деле происходит с растительностью чернобыльской зоны на молекулярном уровне.
«Однако вполне возможно, что некоторые метаболиты из исследованных биохимических путей будут эффективными как защитное средство при радиотерапии людей.
Или можно будет биотехнологически создать растения с повышенной устойчивостью к ионизирующей радиации, – рассказал ученый. – Среди ближайших планов можно выделить анализ уровня различных РНК (транскриптомика), для того чтобы прояснить, как именно регулируются найденные изменения, анализ эпигенетических изменений (например, уровня метилирования промоторов генов) как возможного механизма фиксации изменений в поколениях, а также включение в проект дикорастущих видов зоны».
Этот феномен не мог не заинтересовать ученых.
«Если вы там побываете сейчас, то никогда не поверите в то, что там случилась такая страшная авария», – говорит Мартин Хайдух из Института генетики растений и биотехнологий (город Нитра, Словакия).
В 2007 году группа под руководством Хайдуха, в которую вошли ученые Словакии и Украины, посеяла семена льна на загрязненном участке около Припяти. Для контроля семена были посеяны и на участке земли, где отсутствовала радиация.
«Лён как объект проекта был выбран скорее случайно, поскольку особых предпосылок считать именно эту культуру устойчивой к радиации не было, – пояснил Максим Данченко из киевского Института клеточной биологии и генной инженерии, участвовавший в исследовании. – Однако есть также и рациональные предпосылки. Так, лен – это альтернатива другому объекту с совершенно отличительной физиологией – сое (с которой проводились предыдущие исследования в Чернобыле). Наши партнеры из Словакии много лет проводили разные работы именно на льне, накопив таким образом большое количество разносторонней информации. Кроме того, поскольку мы выбрали сорт льна-долгунца, то вполне возможно рассматривать перспективы выращивания культуры на загрязненных территориях. Семена же исследовались потому, что именно они являются следующим поколением, таким образом, все возможные изменения будут затрагивать растения следующих поколений».
Результаты исследований, которые опубликованы в Environmental Science & Technology, показали наличие у растений механизмов, позволяющих им расти в условиях высокого радиационного загрязнения окружающей среды.
«Просто невероятно, насколько быстро сумела адаптироваться эта экосистема», – заявил в интервью «Би-би-си» Мартин Хайдух.
«Главной целью работы являлось исследование механизмов адаптации растений к радиационному загрязнению, – рассказал Данченко. – Нам удалось показать наличие множественных изменений на белковом уровне, используя сравнительную протеомику (протеомика – наука, основным предметом изучения которой являются белки и их взаимодействие в живых организмах, в том числе в человеческом), и даже предложить возможный сценарий адаптации.
Однако заявлять, что именно предложенные нами пути единственно возможны, несколько преждевременно.
В обозримом будущем мы планируем закончить анализ второго и третьего поколений растений из «грязных» участков. Новые данные должны позволить уточнить и подтвердить предложенные биохимические пути адаптации».
Участники исследования полагают, что растения достаточно легко смогли адаптироваться в условиях чернобыльской аварии, так как миллионы лет назад на Земле присутствовала радиация, к которой живые организмы должны были приспособиться. Возможно, что события на Чернобыльской станции просто вызвали эти древние механизмы.
«Много лет назад радиационный фон на планете был несравненно выше, чем в настоящее время. Главной причиной являлся другой состав атмосферы, который позволял проникать большему количеству радиоактивного излучения из космоса, – пояснил Максим Данченко. – Соответственно, развивающаяся в таких тяжелых условиях жизнь должна была выработать какие то защитные пути, сохранившееся, скорее всего, и в наше время».
Данченко рассказал, что пока говорить о реальном практическом применении полученных им и коллегами результатов рано: цель работы была скорее более фундаментальной, нежели получить ответ, что же на самом деле происходит с растительностью чернобыльской зоны на молекулярном уровне.
«Однако вполне возможно, что некоторые метаболиты из исследованных биохимических путей будут эффективными как защитное средство при радиотерапии людей.
Или можно будет биотехнологически создать растения с повышенной устойчивостью к ионизирующей радиации, – рассказал ученый. – Среди ближайших планов можно выделить анализ уровня различных РНК (транскриптомика), для того чтобы прояснить, как именно регулируются найденные изменения, анализ эпигенетических изменений (например, уровня метилирования промоторов генов) как возможного механизма фиксации изменений в поколениях, а также включение в проект дикорастущих видов зоны».
Обсуждения Чернобыль зеленеет и цветет