체르노빌 방사선의 유전 적 영향
데이트:
2021 년 4 월 22 일
출처:
NIH / 국립 암 연구소
요약:
연구자들은 1986 년 체르노빌 사고의 결과로 알려진 발암 물질 인 전리 방사선 노출의 잠재적 인 건강 영향을 조사하기 위해 게놈 도구를 사용했습니다. 한 연구에서는 방사선 노출과 관련된 유전 적 변화가 어린이에게 전달된다는 증거가없는 반면, 두 번째 연구에서는 어린이나 태아가 사고로 방출 된 방사선에 노출 된 후 갑상선암에 걸린 사람들의 종양의 유전 적 변화를 문서화했습니다. 조사 결과는 체르노빌 재난 35 주년 즈음에 발표되고 있습니다.
두 개의 획기적인 연구에서 연구원들은 1986 년 북부 우크라이나의 체르노빌 원자력 발전소 사고로 알려진 발암 물질 인 전리 방사선 노출의 잠재적 인 건강 영향을 조사하기 위해 최첨단 게놈 도구를 사용했습니다. 한 연구에서는 부모에게 방사선 노출이 부모에게서 자식으로 새로운 유전 적 변화를 가져 왔다는 증거를 찾지 못했습니다. 두 번째 연구는 사고로 방출 된 방사선에 어린이나 태아에 노출 된 후 갑상선암에 걸린 사람들의 종양의 유전 적 변화를 기록했습니다.
재난 35 주년 즈음에 발표 된 이번 발견은 국립 보건원 산하 국립 암 연구소 (NCI)의 연구자들이 이끄는 국제적인 조사팀에서 나왔다. 이 연구는 4 월 22 일 사이언스 지에 온라인으로 게재되었습니다 .
스티븐 J. 차 녹은 "히로시마와 나가사키의 원자 폭탄 테러 이후 방사선이 인체 건강에 미치는 영향에 대한 과학적 질문이 조사되었으며 체르노빌과 일본 후쿠시마의 쓰나미에 뒤 이은 핵 사고에 의해 다시 제기되었습니다."라고 말했습니다. MD, NCI의 암 역학 및 유전학 부서 (DCEG) 이사. "최근 몇 년 동안 DNA 시퀀싱 기술의 발전으로 우리는 부분적으로 잘 설계된 역학 연구에서 수행 된 포괄적 인 게놈 분석을 통해 중요한 질문 중 일부를 해결할 수있게되었습니다."
체르노빌 사고로 주변 지역의 수백만 명의 사람들이 방사능 오염 물질에 노출되었습니다. 연구는 원자력 발전소 사고로 인한 방사선 노출로 인한 암에 대한 오늘날의 많은 지식을 제공했습니다. 새로운 연구는 차세대 DNA 염기 서열 분석 및 기타 게놈 특성화 도구를 사용하여이 토대를 기반으로 재해의 영향을받은 우크라이나 사람들의 생물 표본을 분석합니다.
첫 번째 연구는 동물에 대한 일부 연구에서 제안 된 것처럼 방사선 노출이 부모에서 자손으로 유전 될 수있는 유전 적 변화를 초래하는지에 대한 오랜 질문을 조사했습니다. 이 질문에 답하기 위해 Chanock 박사와 그의 동료들은 1987 년에서 2002 년 사이에 태어난 130 명의 전체 게놈과 105 쌍의 어머니-아버지 쌍을 분석했습니다.
부모 중 한 명 또는 두 명 모두 사고에서 청소를 도운 근로자이거나 사고 현장에서 가까운 곳에 살았 기 때문에 대피했습니다. 각 부모는 오염 된 우유 (즉, 방사능 낙진으로 오염 된 목초지에서 방목 한 젖소의 우유) 섭취를 통해 발생했을 수있는 전리 방사선에 대한 장기간 노출에 대해 평가되었습니다. 어머니와 아버지는 다양한 방사선 량을 경험했습니다.
연구진은 de novo 돌연변이로 알려진 특정 유형의 유전 적 변화의 증가에 대해 성인 어린이의 게놈을 분석했습니다. De novo 돌연변이는 사람의 배우자 (정자 및 난자)에서 무작위로 발생하는 유전 적 변화이며 자손에게 전염 될 수 있지만 부모에서는 관찰되지 않습니다.
연구에서 부모가 경험 한 방사선 노출 범위에 대해 사고 후 46 주에서 15 년 사이에 태어난 자녀의 de novo 돌연변이의 수 또는 유형이 증가했다는 전체 게놈 시퀀싱 데이터의 증거가 없었습니다. . 이 어린이들에게서 관찰 된 de novo 돌연변이의 수는 비슷한 특성을 가진 일반 인구의 돌연변이와 매우 유사했습니다. 그 결과 사고로 인한 전리 방사선 피폭이 후속 세대의 건강에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다.
Chanock 박사는 "우리는 이러한 결과가 2011 년 사고 당시 후쿠시마에 살고 있던 사람들에게 매우 안심할 수 있다고 생각합니다."라고 말했습니다. "일본의 방사선 량은 체르노빌에서 기록 된 것보다 낮은 것으로 알려져 있습니다."
두 번째 연구에서 연구원들은 차세대 시퀀싱을 사용하여 체르노빌 원전 사고로 방출 된 방사성 요오드 (I-131)에서 방출 된 전리 방사선에 어린이 또는 자궁에서 노출 된 359 명과 81 년에 발생한 갑상선 암의 유전 적 변화를 프로파일 링했습니다. 사고 후 9 개월 이상 출생 한 노출되지 않은 개인. 갑상선암의 증가 된 위험은 사고 후 관찰 된 가장 중요한 건강 상 부작용 중 하나입니다.
전리 방사선의 에너지는 DNA의 화학적 결합을 깨뜨려 여러 유형의 손상을 초래합니다. 새로운 연구는 갑상선 종양의 두 DNA 가닥 모두에서 파손되는 특정 종류의 DNA 손상의 중요성을 강조합니다. DNA 이중 가닥 파손과 방사선 노출 사이의 연관성은 어린 나이에 노출 된 어린이의 경우 더 강했습니다.
다음으로, 연구자들은 각 종양에서 암의 "운전자"후보를 확인했습니다.이 유전자는 암이 성장하고 생존 할 수있게 해주는 주요 유전자입니다. 그들은 종양의 95 % 이상에서 동인을 확인했습니다. 거의 모든 변경에는 BRAF, RAS 및 RET 유전자를 포함하여 MAPK (mitogen-activated protein kinase) 경로라고하는 동일한 신호 전달 경로의 유전자가 포함되었습니다.
영향을받은 유전자 세트는 갑상선암에 대한 이전 연구에서보고 된 것과 유사합니다. 그러나 연구자들은 유전자에서 돌연변이 유형의 분포에 변화를 관찰했습니다. 특히 체르노빌 연구에서 어린이로서 높은 방사선 량에 노출 된 사람들에게서 발생한 갑상선암은 유전자 융합 (두 DNA 가닥이 끊어진 다음 잘못된 조각이 다시 결합 될 때)으로 인해 발생할 가능성이 더 높았지만 노출되지 않은 사람이나 낮은 수준의 방사선에 노출 된 사람은 점 돌연변이 (유전자의 핵심 부분에서 단일 염기쌍 변화)로 인해 발생할 가능성이 더 높았습니다.
결과는 DNA 이중 가닥 파손이 환경에서 방사선에 노출 된 후 갑상선 암의 성장을 가능하게하는 초기 유전 적 변화 일 수 있음을 시사합니다. 그들의 발견은 방사선 유발 암, 특히 선량과 연령의 함수로서 위험의 차이를 수반하는 암에 대한 추가 연구의 기초를 제공한다고 연구진은 덧붙였다.
"이 연구의 흥미로운 측면은 종양의 게놈 특성을 잠재적으로 암을 유발할 수있는 위험 인자 인 방사선 량에 대한 정보와 연결할 수있는 기회였습니다."라고 Lindsay M. Morton, Ph.D. 연구를 주도한 DCEG의 방사선 역학 지점.
"Cancer Genome Atlas는 종양 특성을 종합적으로 프로파일 링하는 방법에 대한 표준을 설정했습니다."라고 Morton 박사는 계속했습니다. "우리는 잠재적 인 발암 성 노출이 잘 특성화 된 최초의 대규모 게놈 조경 연구를 완료하기 위해이 접근 방식을 확장하여 특정 종양 특성과 방사선 량 간의 관계를 조사 할 수있었습니다."
그녀는이 연구가 약 20 년 전 체르노빌 조직 은행 (Chernobyl Tissue Bank)의 창설로 가능해 졌다고 언급했습니다. 오늘날 일반적인 종류의 게놈 및 분자 연구를 수행하기위한 기술이 개발되기 훨씬 이전입니다.
Morton 박사는 "이러한 연구는 우리 그룹이 우크라이나의 동료들이 수집 한 생물 표본을 사용하여 분자 연구를 수행 한 최초의 사례입니다"라고 말했습니다. "조직 은행은 갑상선암에 걸린 고도로 오염 된 지역의 주민들로부터 종양 샘플을 수집하기 위해 비전 과학자들에 의해 설립되었습니다.이 과학자들은 미래에 기술이 상당히 발전 할 것임을 인식했으며 이제 연구 커뮤니티는 그들의 선견지명으로부터 혜택을 받고 있습니다. . "