Генетики изучили ДНК собак в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС

Международная группа генетиков изучила ДНК собак в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС. До этого ни одно популяционно-генетическое исследование чернобыльских организмов не включало крупных млекопитающих (за исключением человека). Что показал геномный профиль, «СР» разбирается с заслуженным деятелем науки РФ главным научным сотрудником Института биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра РАН Алексеем Чемерисом.

Собачья доза

В 2017–2019 годах в зоне отчуждения по волонтерской программе «Собаки Чернобыля» работали три ветклиники. В то время бездомных собак было больше 800. Их отлавливали, лечили, вакцинировали, стерилизовали и измеряли уровень облучения. Некоторых выпускали обратно в ошейниках с датчиками радиации и GPS.

Врачи собрали образцы крови 302 собак, обитающих в промзонах Чернобыльской АЭС и в радиусе 45 км от нее. В 2023 году ученые Университета Южной Каролины (США) и Гданьского университета (Польша) опубликовали в журнале Science Advances первое геномное исследование этого материала. Оказалось, что чернобыльские собаки генетически отличаются от собратьев в Восточной Европе, Азии и на Ближнем Востоке. Большим сюрпризом для ученых стал тот факт, что собаки разделились на три относительно изолированные генетические популяции: одна живет на территории атомной станции, вторая — ​в 15 км от нее, в городе Чернобыле, третья — ​в 45 км, в городе Славутиче (туда переселяли сотрудников АЭС после аварии). Ученые пришли к выводу, что популяции распределились по районам с разным уровнем радиоактивного загрязнения — ​высоким, средним и низким. Некоторые СМИ поспешили объявить, что собаки генетически приспособились к высокой дозе ионизирующего излучения.

Взять и разделить

Утверждать, что отличия в генетическом профиле чернобыльских собак оказывают существенное влияние на весь геном, нельзя. «Геном — ​совокупность генетического материала, который находится в клетке организма и определяет его характеристики, — ​напоминает Алексей Чемерис. — ​Геном содержит биологическую информацию для построения и поддержки организма. У собаки, как и у всех размножающихся половым путем организмов, в ядре содержатся два генома, доставшиеся от родителей».

Современная наука говорит, что у одного человека оба генома могут различаться на 1–3 %. «У породистых собак эта величина меньше из-за скрещивания близкородственных особей — ​инбридинга. У беспородных собак в чернобыльской зоне она может быть больше», — ​поясняет Алексей Чемерис.

Чтобы разобраться в особенностях чернобыльских собак, ученые применили ДНК-чипы и проанализировали около 170 тыс. мельчайших изменений в генетическом коде — ​так называемые однонуклеотидные полиморфизмы (SNP). Они возникают из-за «опечаток» в ДНК. Две совершенно не связанные друг с другом собаки одной породы могут различаться более чем миллионом таких «опечаток». Вероятность обнаружить среди них те, что возникли из-за радиации, и тем более те, что дали устойчивость к ней, крайне мала.

Возможно, что у чернобыльских собак появились уникальные генетические изменения, позволяющие выживать в условиях повышенной радиации. Но искать их все равно что искать уникальную песчинку на пляже, где все песчинки уникальны. «Чтобы по-настоящему изучить этот вопрос, нужен масштабный эксперимент, — ​говорит Алексей Чемерис. — ​Взять щенков из разных пометов, разделить на две группы: одну оставить в обычных условиях, вторую — ​поселить в зоне отчуждения. И только лет через двадцать, когда вырастут несколько поколений, можно будет делать какие‑то выводы. Но даже тогда результаты будут не совсем точными».

Алфавит ДНК

Представьте книгу, хранящую всю информацию о живом существе — ​его генетический код. Текст зашифрован, чтобы прочитать его, ученые используют метод секвенирования, определяя последовательность нуклеотидов ДНК, повреждения и мутации. В результате получается нечто вроде черновика, который ученые называют квазигеномом. Он содержит перемешанные фрагменты информации хромосом обоих родителей. В полном комплекте хромосом у человека 6 млрд «букв», у собаки — ​около 2,4 млрд. Чтобы получить полную картину, нужно изучить все. Но этого пока никто не делал — ​слишком дорого.

Сейчас ученые разрабатывают пангеном собак — ​совокупность всех генов рассматриваемой группы организмов, для которой возможно генетическое разнообразие между близкородственными штаммами или экотипами. Это подробный атлас, в котором собрана вся генетическая информация обо всех собаках, их породных и индивидуальных особенностях. Для людей такие атласы созданы, для собак пока нет. Пангеном позволит увидеть все разнообразие генетики, понять, почему породы так различаются, как они приспосабливаются к жизни в разных условиях, и даже выявлять причины болезней.