Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Resonance effect of microwaves on the genome conformational state of E. coli cells med./bio.

[Resonanz-Wirkung von Mikrowellen auf den genomischen Konformations-Zustand von E. coli-Zellen]

Von: Belyaev IY, Alipov YD, Shcheglov VS, Lystsov VN

Veröffentlicht in: Z Naturforsch C 1992; 47 (7-8): 621-627

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es wurde der Einfluss von Millimeterwellen auf den Reparatur-Prozess des Genom-Konformations-Zustands (GCS) nach E. coli-Zell-Exposition in Röntgenstrahlen untersucht.

Hintergrund/weitere Details

Als Test für das Auftreten und die Reparatur von Änderungen der chromosomalen DNA wurde die Methode der "anomalous viscosity time dependencies" (AVTD; "abweichende Viskosität-Zeit-Abhängigkeit) in Zell-Lysaten genutzt.

Endpunkt

Genotoxizität/Mutation: genomischer Konformations-Zustand

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- 41,25–51,84 GHz
- Hochfrequenz
- schwache Mikrowellen
- Millimeterwellen

Exposition	Parameter
Exposition 1: 51,62–51,84 GHz Expositionsdauer: 90 min	Leistungsflussdichte: 30 W/m² nicht spezifiziert SAR: 17 mW/g (akutische Methode) SAR: 22 mW/g (kalorimetrische Methode)
Exposition 2: 41,25–41,5 GHz Expositionsdauer: 10 min	Leistungsflussdichte: 2 W/m² nicht spezifiziert
Exposition 3: 51,62–51,84 GHz Expositionsdauer: 15 min	Leistungsflussdichte: 30 W/m² nicht spezifiziert
Exposition 4: 41,25–41,5 GHz Expositionsdauer: 5 min	Leistungsflussdichte: 1 µW/cm² Minimum
Exposition 5: 51,78 GHz Expositionsdauer: 30 min	Leistungsflussdichte: 30 W/m² nicht spezifiziert

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	51,62–51,84 GHz
Expositionsdauer	90 min

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Hornantenne 40 mm x 50 mm
Aufbau	E.coli cell suspension irradiated in 50 mm diameter Petri dishes

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistungsflussdichte	30 W/m²	nicht spezifiziert	gemessen	-	-
SAR	17 mW/g	-	geschätzt	s. Bemerkungen	akutische Methode
SAR	22 mW/g	-	geschätzt	s. Bemerkungen	kalorimetrische Methode

Exposition 2

Hauptcharakteristika

Frequenz	41,25–41,5 GHz
Expositionsdauer	10 min

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Hornantenne 40 mm x 50 mm
Aufbau	E.coli cell suspension irradiated in 50 mm diameter Petri dishes

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistungsflussdichte	2 W/m²	nicht spezifiziert	gemessen	-	-

Exposition 3

Hauptcharakteristika

Frequenz	51,62–51,84 GHz
Expositionsdauer	15 min

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Hornantenne 40 mm x 50 mm
Aufbau	E.coli cell suspension irradiated in 50 mm diameter Petri dishes

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistungsflussdichte	30 W/m²	nicht spezifiziert	gemessen	-	-

Exposition 4

Hauptcharakteristika

Frequenz	41,25–41,5 GHz
Expositionsdauer	5 min

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Hornantenne 40 mm x 50 mm
Aufbau	E.coli cell suspension irradiated in 50 mm diameter Petri dishes

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistungsflussdichte	1 µW/cm²	Minimum	gemessen	-	-

Exposition 5

Hauptcharakteristika

Frequenz	51,78 GHz
Expositionsdauer	30 min

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Hornantenne 40 mm x 50 mm
Aufbau	E.coli cell suspension irradiated in 50 mm diameter Petri dishes

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistungsflussdichte	30 W/m²	nicht spezifiziert	gemessen	-	-

Exponiertes System:

Bakterien (in vitro)
Escherichia coli/K12 (unterschiedliche Stämme)

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Genotoxizität/Mutation: genomischer Konformations-Zustand; anomalous viscosity time dependence (AVTD ("abweichende Viskosität-Zeit-Abhänigkeit"); relative Viskosität)
Unterdrückung der Strahlungs-induzierten Reparatur des Genom-Konformations-Zustands

Untersuchtes System:

Zell-Lysate

Untersuchungszeitpunkt:

nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Bestrahlung von E. coli-Zellen mit Dosen von 10-50 Gy führte zu Veränderungen der AVTD-Kurve des Zell-Lysats. Nach Inkubation der Zellen (nach der Bestrahlung) für 90-120 Minuten (in Abhängigekit von der Strahlungs-Dosis) fand eine fast vollständige Erholung der AVTD-Kurve statt. Dies bedeutet, dass während dieser Dauer der genomische Konformations-Zustand der exponierten Zellen zum Kontroll-Wert zurückkehrte ("Reparatur" des genomischen Konformations-Zustandes).
Diese "Reparatur" des genomischen Konformations-Zustandes der bakteriellen Zellen nach ionisierender Strahlung ist hoch sensibel gegenüber dem Resonanz-Effekt von Millimeterwellen (die Mikrowellen unterdrücken die "Reparatur"): Innerhalb des Bereichs von 51.62-51.84 GHz und 41.25-41.50 GHz hat die Frequenz-Abhängigkeit des beobachteten Effekts eine Resonanz-Natur. Die Leistungs-Abhängigkeit des Mikrowellen-Effekts innerhalb des Bereichs von 0.1-200 µW/cm² zeigte, dass eine Leistungsflussdichte von 1 µW/cm² ausreichend ist, um die Strahlungs-induzierte Reparatur des Genom-Konformations-Zustands zu unterdrücken.
Die Ergebnisse deuten auf die Rolle des Zell-Genoms bei der resonanten Wechselwirkung von Zellen mit schwachen Millimeterwellen hin.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

nicht angegeben/keine Förderung

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