Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

High frequency (900 MHz) low amplitude (5 V m-1) electromagnetic field: a genuine environmental stimulus that affects transcription, translation, calcium and energy charge in tomato med./bio.

[Hochfrequentes elektrogmagnetisches Feld (900 MHz) mit schwacher Amplitude (5 V/m): Ein tatsächlicher Umwelt-Stimulus, der die Transkription, die Translation, das Calcium und die Energie-Ladung in der Tomate beeinflusst]

Von: Roux D, Vian A, Girard S, Bonnet P, Paladian F, Davies E, Ledoigt G

Veröffentlicht in: Planta 2008; 227 (4): 883-891

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten schnelle molekulare Reaktionen (d.h. Akkumulierung Stress-verbundener Transkripte und zellulärer Energie-Status) in Tomaten-Pflanzen nach kurzzeitiger Exposition bei hochfrequenten elektromagnetischen Feldern gemessen werden.

Hintergrund/weitere Details

Alle untersuchten Transkripte werden bei Verwundung hochreguliert. Somit können Ähnlichkeiten zwischen Verwundung und hochfrequenter elektromagnetischer Feld-Exposition untersucht werden. Da zusätzlich zwei dieser Transkripte für Calcium-bindende Proteine kodieren, untersuchten die Autoren die Wirkungen unterschiedlicher Calcium-Verfügbarkeit, um zu bestimmen, ob es einen Rückkopplungsmechanismus gibt, der an ihrer Transkription beteiligt ist.
Die ATP-Konzentration und die Adenylat-Energie-Ladung wurden ebenfalls nach der Exposition gemessen, sowie die Wirkung eines Entkopplers auf die Transkript-Akkumulierung, um den Einfluss der Hochfrequenz-Exposition auf den zellulären Energie-Status abzuschätzen und diesen mit Veränderungen bei der mRNA-Menge zu korrelieren.

Endpunkt

molekulare Biosynthese: Akkumulierung Stress-verbundener Transkripte (insgesamte Transkripte für die Netto-Akkumulierung und Polyribosom-assoziierte Transkripte für die gegenwärtige Translation) und zellulärer Energie-Status

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- Hochfrequenz

Exposition	Parameter
Exposition 1: 900 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 10 min	elektrische Feldstärke: 5 V/m

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	900 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 10 min

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	MSRC
Kammer	Seeds were grown inside two identical custom-made (plywood) culture chambers with a hydroponic system. One of the chambers was armoured with a multi-layered aluminum material to protect the plants from exposure.
Aufbau	When the plants were 3 weeks old, the whole culture chamber was placed in the MSRC (24 h prior to irradiation) in a volume where the field was homogeneous and isotropic. The MSRC (mode stirred reverberation chamber) was a large (200 m³) Faraday cage with an RF-EMF that irradiated plants from several directions with different polarizations (due to reflection properties of the MSRC).

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
elektrische Feldstärke	5 V/m	-	-	-	-

Referenzartikel

Beaubois E et al. (2007): Intercellular communication in plants: evidence for two rapidly transmitted systemic signals generated in response to electromagnetic field stimulation in tomato
Roux D et al. (2006): Electromagnetic fields (900 MHz) evoke consistent molecular responses in tomato plants
Vian A et al. (2006): Microwave irradiation affects gene expression in plants

Exponiertes System:

Pflanze
Tomate (Lycopersicon esculentum Mill.)/VFN8
Ganzkörperexposition

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

molekulare Biosynthese: Stress-verbundene mRNA-Expression (Calmodulin, Calcium-abhängige Proteinkinase und Proteinase-Inhibitor II; quantitative RT-PCR); Ca²⁺-Gehalt; ATP-Konzentration; Adenylat-Energie-Ladung

Untersuchtes System:

DNA/RNA (in vitro)
Organelle/Zellteil (in vitro)
Blatt-Extrakte

Untersuchungszeitpunkt:

nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Ergebnisse liefern einen neue Evidenz, der die Hypothese unterstützt, dass Pflanzen eine Mikrowellen-Exposition wie eine schädliche Behandlung wahrnehmen und darauf reagieren. Zusätzlich zu der Schnelligkeit der Reaktion (Stress-verbundene mRNA-Akkumulierung) und ihrer Abhängigkeit von dem sekundären Botenstoff Calcium, beobachteten die Autoren eine starke Korrelation zwischen allen gemessenen Parametern (insgesamte und polysomale Transkript-Menge, ATP-Konzentration und Adenylat-Energie-Ladung).

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

Ministère délégué à l'Enseignement supérieur et à la Recherche (Ministry of National Education and Research), France

Kommentare zu diesem Artikel

Roux D et al. (2008): Article Addendum: A possible role for extra-cellular ATP in plant responses to high frequency, low amplitude electromagnetic field

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