Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Regulating genes with electromagnetic response elements med./bio.

[Regulierende Gene mit elektromagnetischen Response-Elementen]

Von: Lin H, Blank M, Rossol-Haseroth K, Goodman R

Veröffentlicht in: J Cell Biochem 2001; 81 (1): 143-148

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte untersucht werden, ob die Insertion von "electromagnetic response elements" (EMREs) die Fähigkeit vermittelt, auf Magnetfelder zu reagieren.

Hintergrund/weitere Details

Das An- und Ausschalten von Genen wäre ein nützliches Werkzeug in der Gentherapie. In dieser Studie wurde die Möglichkeit untersucht, die Enzymaktivität über das Einbringen von DNA-Sequenzen, welche empfindlich auf Magnetfelder reagieren, zu erhöhen.
Spezielle Promotor-Sequenzen, bestehend aus Cytosin und Thymin scheinen als sogenannte "electromagnetic field response elements" (EMREs) zu fungieren. Segmente des c-myc-Promotors mit einer Länge von 900 Basenpaaren, welche diese EMREs enthalten, wurden in Katalase- und Luciferase-Konstrukte kloniert, die ihrerseits nicht auf elektromagnetische Felder reagieren. Diese Konstrukte wurden in HeLa-Zellen transfiziert.
Die Enzymaktivität wurde 30 Minuten nach einer 30 minütigen-Expositions-Periode gemessen. Fünf Gruppen wurden untersucht: 1.) exponierte transfizierte HeLa-Zellen, 2.) schein-exponierte transfizierte HeLa-Zellen, 3.) exponierte transfizierte HeLa-Zellen, jedoch ohne die 900 Basenpaare des c-myc-Promotors, welcher die EMREs enthält, 4.) unspezifische Protein-Proben als Negativkontrolle und 5.) Zellen, die mit einem Hitzeschock bei 43°C behandelt wurden, als Positivkontrolle.

Endpunkt

Zellfunktionen: Enzymaktivität der Katalase und Luciferase

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- 50/60 Hz
- magnetisches Feld

Exposition	Parameter
Exposition 1: 60 Hz Expositionsdauer: kontinuierlich für 30 Minuten	magnetische Flussdichte: 8 µT elektrische Feldstärke: 11 µV/m

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	60 Hz
Typ	Magnetfeld
Signalform	sinusoidal
Expositionsdauer	kontinuierlich für 30 Minuten

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Helmholtz-Spule
Aufbau	cells in a Plexiglas stand in horizontal position; Helmholtz coils consisted of 19 gauge wire bundles, wound in 164 rectangular turns around a rectangular form (13 x 14 cm) with 8 cm spacing; coils were closed within mu-metal containers for shielding (30 cm high, 15 cm diameter cylindrical container)
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	8 µT	-	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	11 µV/m	-	berechnet	-	-

Referenzartikel

Lin H et al. (1999): A magnetic field-responsive domain in the human HSP70 promoter
Lin H et al. (1998): Magnetic field activation of protein-DNA binding
Lin H et al. (1998): Myc-mediated transactivation of HSP70 expression following exposure to magnetic fields
Jin M et al. (1997): Biological and technical variables in myc expression in HL60 cells exposed to 60 Hz electromagnetic fields

Exponiertes System:

intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
HeLa-Zellen (humane Adenokarzinom-Zelllinie), transfiziert

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Zellfunktionen: Enzymaktivität der Katalase (radioaktive Markierung) und Luciferase (kommerzielles Kit)

Untersuchtes System:

isolierte biol./chemische Substanz (in vitro)

Untersuchungszeitpunkt:

nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Transfizierte Zellen, die bei einem 60 Hz-Magnetfeld exponiert wurden (Gruppe 1) zeigten im Vergleich zu schein-exponierten transfizierten Zellen signifikant erhöhte Enzymaktivitäten der Katalase und der Luciferase, wobei keine erhöhte Enzymaktivität bei transfizierten Zellen ohne den c-myc-Promotor, welcher die EMREs enthält (Gruppe 3), gemessen wurde.
Die Daten deuten darauf hin, dass die Regulation von Genen über die Insertion von DNA-Sequenzen, die empfindlich auf Magnetfelder reagieren, möglich sein könnte.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

nicht angegeben/keine Förderung

Replikationsstudien

Rodriguez de la Fuente AO et al. (2009): Effect of 60 Hz electromagnetic fields on the activity of hsp70 promoter: An in vitro study

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Rodriguez de la Fuente AO et al. (2009): Effect of 60 Hz electromagnetic fields on the activity of hsp70 promoter: An in vitro study
Goodman R et al. (2009): Extremely low frequency electromagnetic fields activate the ERK cascade, increase hsp70 protein levels and promote regeneration in Planaria
Morehouse CA et al. (2000): Exposure of Daudi cells to low-frequency magnetic fields does not elevate MYC steady-state mRNA levels
Lin H et al. (1999): A magnetic field-responsive domain in the human HSP70 promoter
Jahreis GP et al. (1998): Absence of 60-Hz, 0.1-mT magnetic field-induced changes in oncogene transcription rates or levels in CEM-CM3 cells
Lin H et al. (1998): Magnetic field activation of protein-DNA binding
Lin H et al. (1998): Myc-mediated transactivation of HSP70 expression following exposure to magnetic fields
Jin M et al. (1997): Biological and technical variables in myc expression in HL60 cells exposed to 60 Hz electromagnetic fields
Lin H et al. (1996): Electromagnetic field stimulation of biosynthesis: changes in c-myc transcript levels during continuous and intermittent exposures
Miyakoshi J et al. (1996): Exposure to magnetic field (5 mT at 60 Hz) does not affect cell growth and c-myc gene expression
Lin H et al. (1994): Specific region of the c-myc promoter is responsive to electric and magnetic fields
Phillips JL et al. (1992): Magnetic field-induced changes in specific gene transcription