核辐射导致的基因变异,会不会遗传给下一代?

导致癌症的潜在风险因子

本文来自微信公众号:学术经纬(ID:Global_Academia),作者:药明康德内容团队,头图来自:视觉中国,原标题为《35年后再访切尔诺贝利,核辐射会如何影响基因变异?》

从广岛和长崎的两颗原子弹,到上世纪六七十年代的数百项核试验,到1986年的切尔诺贝利事件,再到福岛核电站事故与核废水排放。过去几十年,当普通民众谈到核辐射,很自然就会心生恐惧将它与基因变异联系起来。今日,顶尖学术期刊《科学》在线发表了两篇堪称“里程碑”的论文,在切尔诺贝利事件的35年后,利用最新的基因测序工具,新评估了核辐射对当地居民的影响

第一项研究专注回答这样一个问题:核辐射导致的基因变异,会不会遗传给下一代。研究人员们寻找到了当年负责清理现场的工人,或是居住在事故地点附近的居民(可能摄入含有核污染的食物),对他们以及他们的后代做了全基因组的分析,寻找基因变异的影子。

本研究里,他们所寻找的是一种叫做“新生突变”(de novo mutation)的基因变异。这是一种出现在精子或者卵子中的基因变异,不存在于父母其他的细胞之中,却可以传递给后代。

研究调查了130名出生于切尔诺贝利事件之后的人,其中有人在事件的46周后出生,有人在事件的15年后出生,范围广泛。分析表明,与普通人群相比,他们体内的“新生突变”数量并没有明显变多。也就是说,该事件产生的电离辐射对下一代的健康影响微乎其微。

▲1996年时,切尔诺贝利附近的辐射剂量

“我们的这些结果可以让2011年福岛核电站事故发生时,居住在福岛的人安心。日本的已知辐射剂量低于切尔诺贝利事件的辐射剂量。” 本研究的通讯作者之一Stephen J. Chanock教授说道。

第二项研究中,科学家们则关注另一个问题——电离辐射对甲状腺癌会产生怎样的影响?因为在切尔诺贝利事件之后,人们已经确凿观测到这种癌症的风险有所上升。为此,研究人员们分析了359名曾暴露在辐射下的人的甲状腺癌基因组。他们当时要么还是儿童,要么还在母亲的腹中尚未出生。此外,研究人员还找了81名没有暴露在辐射下的个体,将他们的甲状腺癌基因组作为对照。

具体来看,研究人员们分析了这些肿瘤里的致癌基因变异。和过去的报道一样,无论是辐射暴露组,还是对照组,许多调控细胞生长的基因都发生了变异。

但两组的基因变异类型却有明显不同。小时候暴露在辐射下的人,关键基因更多出现“融合变异”。研究人员们说,这可能因为电离辐射带有的能量,打断了DNA双链。当DNA双链重新修复时,可能将错误的片段连接进来,产生变异。相反,对于那些没有暴露在辐射下的个体,他们更多出现的是点突变。

▲不同剂量下,甲状腺肿瘤中带有的突变类型

而且研究人员们也观察到,暴露于辐射时儿童的年纪越小,DNA双链断裂与辐射暴露之间的关联就越强。这也表明DNA双链断裂可能是暴露于辐射后,最早出现的基因变异之一。这对辐射诱导的癌症的研究有着重要的启示意义。

“该研究令人兴奋的一点在于,我们有机会将肿瘤的基因组特征与辐射剂量进行关联,这正是可能导致癌症的潜在风险因子。”本研究的负责人之一Lindsay M. Morton博士说道。

35年前,切尔诺贝利事件影响到了周边数百万人的生活。利用当今的测序技术所进行的研究,能为我们提供辐射与癌症的新知识,从而了解核电站事故可能带来的影响。

参考资料:

[1] Meredith Yeager et al., (2021), Lack of transgenerational effects of ionizing radiation exposure from the Chernobyl accident, Science, DOI: 10.1126/science.abg2365

[2] Lindsay M. Morton et al., (2021), Radiation-related genomic profile of papillary thyroid cancer after the Chernobyl accident, Science, DOI: 10.1126/science.abg2538

[3] International research teams explore genetic effects of Chernobyl radiation, Retrieved April 22, 2021, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-04/nci-irt042121.php

本文来自微信公众号:学术经纬(ID:Global_Academia),作者:药明康德内容团队

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