Dans la première étape pour comprendre comment les chiens – et peut-être les humains – pourraient s’adapter à des pressions environnementales intenses telles que l’exposition aux radiations, aux métaux lourds ou aux produits chimiques toxiques, les chercheurs ont découvert que deux groupes de chiens vivant dans la zone d’exclusion de Tchernobyl, l’un à la site des anciens réacteurs de Tchernobyl, et un autre à 16,5 km dans la ville de Tchernobyl, ont montré des différences génétiques significatives entre eux.
Les résultats indiquent qu’il s’agit de deux populations distinctes qui se croisent rarement. Alors que des études antérieures se concentraient sur les effets de la catastrophe de la centrale nucléaire de Tchernobyl sur diverses espèces d’animaux sauvages, il s’agit de la première enquête sur la structure génétique des chiens errants vivant à proximité de la centrale nucléaire de Tchernobyl.
La catastrophe de la centrale nucléaire de Tchernobyl en 1986 a déplacé plus de 300 000 personnes vivant à proximité et a conduit à la création d’une zone d’exclusion, un « no man’s land » d’un rayon d’environ 30 km entourant le complexe du réacteur endommagé.
Alors qu’une explosion massive de vapeur libérant d’énormes quantités de rayonnements ionisants dans l’air, l’eau et le sol a été la cause directe de la catastrophe, l’exposition aux rayonnements n’est pas le seul danger environnemental résultant de la catastrophe. Les produits chimiques, les métaux toxiques, les pesticides et les composés organiques laissés par des efforts de nettoyage de plusieurs années et par des structures abandonnées et en décomposition, y compris la ville abandonnée voisine de Pripyat et la base militaire Duga-1, contribuent tous à une catastrophe écologique et environnementale.
« D’une manière ou d’une autre, deux petites populations de chiens ont réussi à survivre dans cet environnement hautement toxique », a noté Norman J. Kleiman, Ph.D., professeur adjoint de sciences de la santé environnementale à la Columbia Mailman School of Public Health et co-auteur. « En plus de classer la dynamique de la population au sein de ces chiens aux deux endroits, nous avons fait les premiers pas pour comprendre comment l’exposition chronique à de multiples risques environnementaux peut avoir eu un impact sur ces populations. »
« La question primordiale ici est la suivante : une catastrophe environnementale de cette ampleur a-t-elle un impact génétique sur la vie dans la région ? » déclare Matthew Breen, professeur émérite Oscar J. Fletcher de génétique oncologique comparée à NC State et auteur correspondant. « Et nous avons deux populations de chiens vivant sur et à proximité du site d’une catastrophe environnementale majeure qui peuvent fournir des informations clés pour nous aider à répondre à cette question. »
Des recherches antérieures menées par les co-auteurs, dirigées par des collaborateurs du NIH, ont utilisé un ensemble beaucoup plus petit de variantes génétiques, mais un plus grand nombre de chiens, pour montrer que les deux populations étaient séparées et que chacune avait des structures familiales compliquées.
Dans cette étude parallèle, l’équipe a analysé les échantillons d’ADN de chien avec quatre fois plus de variantes génétiques, ce qui a permis d’examiner de plus près les génomes. En plus de confirmer que les deux populations sont bien génétiquement distinctes, l’équipe a également pu identifier 391 régions aberrantes dans les génomes des chiens qui différaient entre les chiens vivant aux deux endroits.
« Considérez ces régions comme des marqueurs ou des panneaux de signalisation sur une autoroute », déclare Breen. « Ils identifient les zones du génome où nous devrions examiner de plus près les gènes voisins. De plus, certains de ces marqueurs pointent vers des gènes associés à la réparation génétique ; en particulier, à la réparation génétique après des expositions similaires à celles subies par les chiens à Tchernobyl. »
Il a poursuivi en disant « à ce stade, nous ne pouvons pas dire avec certitude que des altérations génétiques sont en réponse aux expositions multigénérationnelles et complexes ; nous avons encore beaucoup de travail à faire pour déterminer si tel est le cas ».
« La question à laquelle nous devons répondre maintenant est pourquoi y a-t-il des différences génétiques frappantes entre les deux populations de chiens? » dit Megan Dillion, Ph.D. candidat à NC State et auteur principal de l’étude publiée. « Les différences sont-elles simplement dues à la dérive génétique, ou sont-elles dues aux facteurs de stress environnementaux uniques à chaque endroit? »
« Le chien est une espèce sentinelle », dit Breen. « En découvrant si les changements génétiques que nous avons détectés chez ces chiens sont ou non la réponse du génome canin aux expositions auxquelles les populations ont été confrontées, nous pourrons peut-être comprendre comment les chiens ont survécu dans un environnement aussi hostile et ce que cela pourrait signifier pour toute population – animale ou humaine – qui subit des expositions similaires. »
« Bien que 37 ans se soient écoulés depuis l’accident, les demi-vies d’environ 30 ans des radio-isotopes persistants signifient que le danger posé par l’exposition aux rayonnements est toujours bien réel », note Kleiman, qui est également directeur du Columbia University Radiation Safety. Cours de formation d’officier.
« Lorsque l’exposition aux rayonnements est combinée à un mélange chimique toxique complexe de composition incertaine, des problèmes de santé humaine très réels sont soulevés pour les milliers de personnes qui continuent de travailler dans la zone d’exclusion pour poursuivre les efforts de nettoyage ainsi que dans deux combustibles nucléaires nouvellement construits. usines de retraitement. »
« Comprendre les impacts génétiques et sanitaires de ces expositions chroniques chez les chiens renforcera notre compréhension plus large de la manière dont ces types de risques environnementaux peuvent avoir un impact sur les humains et de la meilleure façon d’atténuer les risques pour la santé. »
La recherche apparaît dans Médecine canine et génétique.
Plus d’information:
Megan N. Dillon et al, Dynamique des populations et analyse de sélection à l’échelle du génome pour les chiens à Tchernobyl, Médecine canine et génétique (2023). DOI : 10.1186/s40575-023-00124-1