Les rayonnements ionisants provenant de catastrophes nucléaires sont connus pour être nocifs pour l’environnement naturel. L’effondrement de la centrale nucléaire de Fukushima Dai-ichi qui s’est produit en 2011 est un exemple frappant d’une telle catastrophe de mémoire récente. Même une décennie après l’incident, des inquiétudes subsistent quant aux effets à long terme des radiations. En particulier, on ne sait pas comment le rayonnement résiduel à faible dose pourrait affecter les organismes vivants au niveau génétique.
Le poids de la catastrophe est généralement supporté par les flores habitant les zones contaminées car elles ne peuvent pas se déplacer. Ceci, cependant, les rend idéales pour étudier les effets des rayonnements ionisants sur les organismes vivants. Des conifères comme le pin rouge du Japon et le sapin ont, par exemple, montré des ramifications anormales après la catastrophe de Fukushima. Cependant, il n’est pas clair si ces anomalies reflètent des changements génétiques causés par le rayonnement à faible débit de dose qui prévaut dans la région.
Pour répondre à cette préoccupation, une équipe de chercheurs japonais a développé une méthode rapide et rentable pour estimer les risques de mutation causés par un rayonnement à faible débit de dose (0,08 à 6,86 μGy h-1) chez deux espèces d’arbres largement cultivées au Japon. dans la zone contaminée. Ils ont utilisé un nouveau pipeline bioinformatique pour évaluer les mutations de novo (DNM), ou les changements/mutations génétiques qui n’étaient pas présents auparavant ou hérités, dans la lignée germinale du cèdre du Japon gymnosperme et du cerisier à fleurs angiospermes.
L’étude, dirigée par le Dr Saneyoshi Ueno de l’Institut de recherche sur la foresterie et les produits forestiers, a récemment été publiée dans la revue Environnement International et a impliqué la contribution du Dr Shingo Kaneko de l’Université de Fukushima. « Les personnes vivant dans les zones touchées sont inquiètes et ont besoin de se sentir en sécurité dans leur vie quotidienne », déclare le Dr Kaneko lorsqu’on l’interroge sur la motivation derrière leur étude. « Nous voulions dissiper l’air de la désinformation concernant les conséquences biologiques de l’accident de la centrale nucléaire. »
Pour l’échantillonnage du cèdre du Japon, l’équipe a d’abord mesuré les niveaux de césium radioactif (137Cs) des branches portant des cônes. Les cônes ont ensuite été utilisés pour collecter les graines, qui ont germé, et les mégagamétophytes restants ont été utilisés pour l’extraction de l’ADN.
Pour le cerisier à fleurs japonais, une expérience de croisement artificiel a été réalisée, suivie d’une collecte de graines et d’une extraction d’ADN. Les échantillons ont été soumis à un séquençage d’ADN associé au site de restriction, qui a comparé les séquences d’ADN présentes dans la graine de progéniture à celles présentes chez le parent. Les DNM ont été détectés à l’aide d’un pipeline bioinformatique développé par les auteurs.
Fait intéressant, l’équipe n’a trouvé aucun DNM pour le cerisier à fleurs du Japon et une moyenne de 0,67 DNM par échantillon de mégagamétophyte pour le cèdre du Japon dans la zone « difficile à retourner ». De plus, la concentration en 137Cs et le débit de dose ambiant n’ont eu aucun effet sur la présence ou l’absence de DNM dans le cèdre du Japon et le cerisier à fleurs.
Ces résultats suggèrent que le taux de mutation chez les arbres poussant dans des zones contaminées n’a pas augmenté de manière significative en raison du rayonnement ambiant. « Nos résultats suggèrent également que les taux de mutation varient selon les lignées et sont largement influencés par l’environnement », explique le Dr Ueno.
L’étude est la première à utiliser la fréquence DNM pour évaluer les séquelles d’une catastrophe nucléaire. Avec l’augmentation du nombre de centrales nucléaires dans le monde, le risque d’accident nucléaire augmente. Interrogé sur les implications futures de leur étude, le Dr Ueno déclare : « La méthode développée dans notre étude peut non seulement nous aider à mieux comprendre la relation entre la génétique et les radiations, mais également à effectuer rapidement des évaluations des risques héréditaires d’accidents nucléaires. »
Plus d’information:
Saneyoshi Ueno et al, Enquête rapide sur les mutations de novo chez les espèces d’arbres à croissance naturelle suite à la catastrophe de mars 2011 à Fukushima : l’effet du rayonnement à faible débit de dose, Environnement International (2023). DOI : 10.1016/j.envint.2023.107893
Fourni par l’Institut de recherche sur la foresterie et les produits forestiers