L'exposition aux radiations issues de la catastrophe de Tchernobyl n'a pas causé de dommages à l'ADN de certains petits vers vivant dans la zone d'exclusion, contrairement à ce que l'on pourrait attendre pour les animaux se trouvant dans un endroit si dangereux.
Vermi collectés dans la zone d'exclusion de Tchernobyl, vus au microscope. Crédit: Sophia Tintori/Université de New York
Certains petits vers habitant dans la zone d'exclusion de Tchernobyl ne semblent pas avoir subi de dommages dus à l'exposition aux radiations. Ils seraient exceptionnellement résistants, contrairement à ce que l'on pourrait attendre pour les animaux vivant dans un lieu aussi dangereux. C'est ce qu'une équipe de chercheurs dirigée par des biologistes de l'Université de New York a découvert en séquençant les génomes d'une espèce de nématodes prélevés dans des zones à haute et basse radioactivité autour de l'ancienne centrale nucléaire, démontrant que les vers exposés à des niveaux élevés de radiations ionisantes n'ont pas subi de mutations dans leur ADN. Pourtant, ces dernières années, les chercheurs ont constaté que les animaux de la zone d'exclusion sont physiquement et génétiquement différents de leurs homologues ailleurs, soulevant des questions sur l'impact de l'exposition chronique aux radiations.
En revanche, dans le cas de ces petits vers, appartenant à l'espèce Oscheius tipulae, l'exposition multigénérationnelle à des niveaux extrêmement dangereux de radiations ionisantes n'a pas produit de signes de dommages à l'ADN. Comme décrit dans une étude récemment publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), les chercheurs ont analysé attentivement le génome de ces vers, le comparant à celui d'échantillons collectés dans d'autres parties du monde (Philippines, Allemagne, États-Unis, Maurice et Australie) sans trouver de preuves de mutations dues aux radiations environnementales. Il n'y avait pas non plus de corrélation entre les taux de mutation et l'intensité des radiations environnementales détectées à l'endroit où chaque ver a été prélevé.
Les vers de Tchernobyl résistent aux radiations
La catastrophe de Tchernobyl en 1986 a transformé la région autour de l'ancienne centrale nucléaire en le lieu le plus radioactif de la Terre. La zone environnante et la ville voisine de Pripyat, en Ukraine, ont été évacuées et strictement interdites à toute personne (sans l'approbation du gouvernement), mais les plantes et les animaux ont continué à vivre dans la région, malgré les niveaux élevés de radioactivité qui persistent depuis près de quatre décennies.
L'exposition chronique aux radiations ionisantes a considérablement augmenté le risque de mutations, de cancer et de passage chez les espèces restées dans la zone d'exclusion, entraînant également la sélection individuelle au sein d'une même espèce, mais étrangement n'a pas endommagé le génome de certains petits vers, les nématodes de l'espèce Oschieus tipulae.
« Ces vers sont présents partout, ils ont des génomes simples et se reproduisent rapidement, traversant ainsi des dizaines de générations d'évolution par communiqué à un vertébré typique », explique Matthew Rockman, professeur de biologie à l'Université de New York et auteur principal de l'étude, en collaboration avec des scientifiques ukrainiens et des collègues américains, dont le biologiste Timothy Mousseau de l'Université de Caroline du Sud, qui a visité la zone d'exclusion en 2019, collectant des vers à partir d'échantillons de sol, de fruits pourris et d'autres matériaux organiques dans des zones présentant différents niveaux de radioactivité – de « faibles » (négligeables sur le plan radioactif) à élevés (dangereux pour les êtres humains).
Comme indiqué, leurs analyses se sont concentrées sur l'espèce Oscheius tipulae, largement utilisée également dans les études génétiques et évolutives, et sur le séquençage du génome de 15 spécimens collectés à Tchernobyl, qu'ils ont ensuite comparé aux génomes de cinq O. tipulae provenant d'autres parties du monde. « Nous avons été surpris de constater qu'en utilisant différentes analyses, nous n'avons pas pu détecter la moindre trace de dommage dû aux radiations dans les génomes des vers de Tchernobyl », disent les chercheurs. Cela n'indique pas que Tchernobyl est sûr, mais plutôt que les nématodes sont des animaux vraiment résistants et peuvent tolérer des conditions extrêmes.
Cependant, les chercheurs ne savent pas combien de temps chaque ver analysé est resté dans la zone d'exclusion, ils ne sont donc pas exactement certains du niveau de radiation auquel chaque ver a été exposé ni de celui auquel leurs ancêtres ont été exposés au cours des quatre dernières décennies. Se demandant si l'absence de dommages à l'ADN était due au fait que ces vers étaient exceptionnellement capables de protéger ou de réparer leur propre matériel génétique, les chercheurs ont effectué des tests sur les descendants des 20 vers, les exposant à différents mutagènes chimiques en laboratoire. Bien que chaque lignée ait montré un niveau de tolérance différent, cette résistance ne s'est pas avérée plus élevée chez les descendants des vers de Tchernobyl exposés à des niveaux plus élevés de radiations.
L'équipe n'a donc pu conclure qu'il n'y a aucune preuve d'une incidence génétique due à l'environnement de la zone d'exclusion de Tchernobyl sur les génomes d'O. tipulae, mais a obtenu des indications sur la façon dont la réparation de l'ADN peut varier d'un individu à l'autre et – malgré la simplicité et les différences génétiques de O. tipulae avec les êtres humains – des informations qui pourraient aider à comprendre pourquoi certaines personnes sont plus susceptibles de développer le cancer que d'autres.
« Maintenant que nous savons quels souches d'O. tipulae sont plus sensibles ou tolérantes aux dommages à l'ADN, nous pouvons utiliser ces souches pour étudier pourquoi certains individus ont plus de chances que d'autres de subir les effets des agents cancérigènes », a ajouté Sophia Tintori, chercheuse postdoctorale au Département de biologie de l'Université de New York et auteure principale de l'étude. « Réfléchir à la manière dont les individus répondent différemment aux agents nocifs pour l'ADN présents dans l'environnement est quelque chose qui nous aidera à avoir une vision claire de nos facteurs de risque ».