Es sollten die Wirkungen von einem sinusförmigen 50 Hz-Magnetfeld auf die Bildung von Magnetosomen im Magnetospirillum sp.-Stamm AMB-1 untersucht werden. Die Studie wurde mit dem Bestreben durchgeführt, die Wirkung eines externen Magnetfelds auf die Biomineralisierung zu verstehen und einen neuartigen Ansatz aufzuzeigen, der die Magnetosom-Bildung verstärken könnte.
Magnetotaktische Bakterien sind eine verschiedenartige Gruppe von Mikroorganismen, die eine oder mehrere Ketten sogenannter Magnetosomen (enthalten u.a. Magnetit) besitzen. Diese Bakterien sind in der Lage, das Erdmagnetfeld für den Richtungssinn zu nutzen und stellen somit ein einfaches Modell dar, die Magnetit-basierte Magnetorezeption zu untersuchen.
Kulturen, die vorab entweder mit magnetischen oder nicht-magnetischen Vorkulturen inokuliert wurden, wurden bei einem sinusförmigen Magnetfeld oder dem Erdmagnetfeld inkubiert. Fünf parallele bakterielle Proben wurden zu jedem Zeitpunkt entnommen (nach 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40 und 48 h).
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für bis zu 48 h
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Exposition 2:
Expositionsdauer:
kontinuierlich für bis zu 48 h
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two different cell cultures were exposed: i) cells preinoculated with enriched magnetic spirillum growth medium (containing ferric quinate) ii) cells preinoculated with iron-deficient cultures
| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform |
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| Expositionsdauer | kontinuierlich für bis zu 48 h |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 1 mT | - | gemessen | - | - |
| Frequenz |
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|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für bis zu 48 h |
| Expositionsquelle |
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|---|---|
| Aufbau | current flowing in opposite directions in the subcoils to eliminate the magnetic field in the coil |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 0 mT | - | gemessen | - | sinusförmiges Magnetfeld |
Die Ergebnisse zeigten, dass das sinusförmige Magnetfeld die mms6-Genexpression in magnetisch-vorinkubierten Zellkulturen und die Genexpression von magA, mms6 und mamA in den Kulturen, die mit nicht-magnetischen Zellen inokuliert wurden, hochreguliert. Das sinusförmige Magnetfeld könnte die Zellteilung hemmen, was zur Verminderung des OD600-Wertes beitragen könnte (die optische Dichte bei 600 nm war nach der Magnetfeld-Exposition im Vergleich zum Erdmagnetfeld signifikant vermindert) sowie zu einer Erhöhung des Magnetismus-Koeffizienten. Dies könnte bedeuten, dass der Prozentsatz reifer Magnetosom-enthaltender Bakterien erhöht war.
Die Ergebnisse deuten ebenfalls darauf hin, dass das sinusförmige Magnetfeld die Magnetosom-Ketten verlängern und die Anzahl der magnetischen Partikel pro Zelle erhöhen könnte, was zu dem erhöhten zellulären Magnetismus beitragen könnte.
Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse, dass das sinusförmige Magnetfeld die Bildung von Magnetosomen in Magnetospirillum magneticum/AMB-1und die Expression einiger Gene beeinflusste, die mit der Magnetosom-Bildung verbunden sind, was darauf hindeutet, dass magnetische Bakterien die Fähigkeit besitzen, sich an Veränderungen des externen Magnetfelds anzupassen und die Bildung von Magnetosomen in Zellen zu regulieren. Die Expression von mamA und magA war in nicht-magnetischen Zellkulturen aktiver, was darauf hindeutet, dass diese beiden Gene mehr in der de novo-Synthese von Magnetosomen aktiviert sein könnten.
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