チェルノブイリの野良犬が教えてくれる、汚染環境下でのサバイバル術

1986年のチェルノブイリ原子力発電所事故は、30万人以上の周辺住民を避難させ、被害を受けた原子炉施設を囲む半径約30kmの「立ち入り禁止区域」を設定するに至った。大惨事の直接的原因は、大気、水、土壌に大量の電離放射線を放出する水蒸気爆発だったが、事故による環境被害は放射線被ばくだけではない。化学物質、有害金属、農薬、有機化合物は、長年にわたる清掃作業や、近くの廃墟となったプリピャチ市やドゥガ1軍事基地など、放置され朽ちた構造物から残され、生態系と環境災害の原因となっている。

コロンビア・メールマン公衆衛生大学院の環境健康科学助教授であるノーマン・J・クライマン博士（共著者）は、「どうにかして、2つの小さな犬の集団が、その毒性の強い環境の中で生き延びることができた」と述べている。「両地点におけるこれらの犬の集団動態を分類することに加え、複数の環境有害物質への慢性的な曝露がこれらの集団にどのような影響を与えたかを理解するための第一歩を踏み出した。」

「ここでの包括的な疑問は、このような大規模な環境災害は、その地域の生活に遺伝的影響を与えるのか？そして、我々は、大規模な環境災害の現場とその近くで生活する犬の2つの集団を見つけ、その質問に答えるための重要な情報を提供することができるかもしれない。」と、共同執筆者のマシュー・ブリーン博士（NC州立大学比較腫瘍遺伝学のオスカー・J・フレッチャー特別教授）は述べている。

NIHの共同研究者を中心とする共著者らの先行研究では、遺伝的変異ははるかに少ないが、より多くの犬を用いて、2つの集団が別個であり、それぞれが複雑な家族構造を持つことを示した。

今回の並行研究では、4倍の遺伝子変異を持つ犬のDNAサンプルを解析し、ゲノムをより詳しく観察することができた。 その結果、2つの集団が遺伝的に異なることが確認されただけでなく、2つの場所に住む犬の間で異なる391の異常値領域を犬のゲノムから特定することができた。 「これらの領域は、高速道路の標識のようなものだと考えて欲しい」とブリーン博士は言う。「これらの領域は、ゲノムの中で、近くの遺伝子をより詳しく調べるべき領域を特定するものだ。さらに、これらのマーカーは、遺伝子の修復に関連する遺伝子を指し示している。特に、チェルノブイリの犬たちが経験したような被爆後の遺伝子の修復に関連している」。さらに、「現段階では、遺伝子の変化が多世代にわたる複雑な被曝に対応したものであると断言することはできないが、そうであるかどうかを判断するためには、もっと多くの仕事をしなければならない」と述べている。

「今、我々が答えなければならない疑問は、なぜ、2つの犬の集団の間に顕著な遺伝的違いがあるのかということだ。」と、NC州立大学の博士候補で、発表された研究の主執筆者のメガン・ディリオン氏は言う。「その違いは、単なる遺伝的ドリフトによるものなのか、それとも、それぞれの場所に特有の環境ストレスによるものなのか？」

ブリーン博士は、「犬はセンチネル種である。そして、この犬で検出された遺伝子の変化が、集団が直面した被曝に対する犬ゲノムの反応なのかどうかを調べることで、犬がこのような過酷な環境でどのように生き延びたのか、また、動物や人間など、同様の被曝を経験した集団にとってどのような意味があるのかを理解できるかもしれない」と述べている。

「事故から37年が経過したが、放射性同位元素の半減期は30年程度であり、放射線被曝による危険は依然として現実的だ」と、コロンビア大学放射線安全管理者養成コースのディレクターであるクライマン博士は指摘する。「放射線被曝が、組成が不確かな複雑な有毒化学物質と組み合わさった場合、立ち入り禁止区域内で継続的な浄化作業や、新たに建設された2つの核燃料再処理工場で働き続ける何千人もの人々にとって、非常に現実的な人体への影響が懸念される」と述べている。

犬におけるこれらの慢性的な曝露が遺伝的および健康に与える影響を理解することは、この種の環境有害物質が人間にどのような影響を与え、健康リスクを軽減するための最善の方法についての幅広い理解を深めることになるだろう。

この研究は、2023年3月8日にCanine Medicine and Geneticsに掲載された。このオープンアクセス論文は「チェルノブイリの犬の個体群動態とゲノムワイド選択スキャン（Population Dynamics and Genome-Wide Selection Scan for Dogs in Chernobyl）」と題されている。

[News release] [Canine Medicine and Genetics article]