Medizinisch/biologische Studie (experimentelle Studie)

Extremely low frequency electromagnetic fields activate the ERK cascade, increase hsp70 protein levels and promote regeneration in Planaria. med./biol.

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Ziel der Studie (lt. Autor)
Die Planarie wurde als Modellorganismus verwendet, um zu bestimmen, ob ein intermittierendes moduliertes extrem niederfrequentes elektromagnetisches Feld erhöhte Werte des Hitzeschock-Proteins Hsp70 erzeugt und intrazelluläre Signalwege stimuliert, die dafür bekannt sind, an Verletzung und Reparatur beteiligt zu sein.
Hintergrund/weitere Details:
Die Planarien wurden zwischen der Kopfspitze und der Schwanzspitze in gleich große Stücke geschnitten. Individuelle Kopf- und Schwanz-Teile derselben Würmer wurden exponiert.

Endpunkt

• Regenerations-Vermögen und -Verlauf der Planarie, Hsp70-Produktion, intrazelluläre Signalwege, die an Verletzung und Reparatur beteiligt sind (ERK-Kaskade)

Exposition/Befeldung
Allgemeine Kategorie: magnetisches Feld, niederfrequentes Feld, 50/60 Hz (Wechselstrom)

Feldeigenschaften	Parameter
60 Hz Expositionsdauer: 1 h zweimal täglich an 15 Tagen	magnetische Flussdichte: 8 µT magnetische Flussdichte: 9,5 µT (Gleichstromfeld)

Exponiertes System:
Wirbellose (Art/Stamm): Kopf- und Schwanz-Teile der Planarie/Dugesia dorotocethala

Methoden
Endpunkt/Messparameter/Methodik

• molekulare Biosynthese: Hsp70-Produktion (induziert durch die ERK-Kaskade) während der Planaria-Regeneration (Western Blot)
• Zellfunktionen: intrazelluläre Signalwege, die an Verletzung und Reparatur beteiligt sind (ERK-Kaskade) während der Planaria-Regeneration: doppelt-phosphoryliertes (aktiviertes) ERK, Elk-1-Kinase-Aktivität (Phosphorylierung des Transkriptionsfaktors Elk-1) (Western Blot) und Serum-Response-Element (SRE)-Bindung (Gehalt an SRE-Serum-Response-Faktor (SRE-SRF); EMSA)
• Sonstiges: Planaria-Regeneration (Wachstum/Längen der sich regenerierenden Köpfe und Schwänze und Erscheinen pigmentierter Augen im Schwanz-Teil (Fotografie))

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)
Eine extrem niederfrequente elektromagnetische Feld-Exposition während der ersten drei Tage nach der Zerteilung verursachte eine signifikante Erhöhung der Regeneration sowohl der Köpfe als auch der Schwänze, aber überwiegend der Schwänze. Das erste Erscheinen der Augen trat in den exponierten Schwanz-Anteilen an Tag sieben nach der Durchtrennung auf. In der entsprechenden Schein-Expositions-Kontroll-Probe der Schwänze trat das erste Erscheinen der Augen 48 h später auf. Gleichzeitig wiesen die exponierten Köpfe und Schwänze einen erhöhten Hsp70-Protein-Gehalt auf, eine Aktivierung einer ERK-Kaskade und einen Anstieg der SRF-SRE-Bindung.
Insgesamt zeigten die Ergebnisse, dass die Exposition bei einem extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feld die Regeneration der Planarie erleichtert. Diese Wirkung wurde durch einen Anstieg im Gehalt des Chaperon-Proteins Hsp70 begleitet und durch die Aktivierung der ERK-Kaskade und der nachgelagerten Transkriptionsfaktoren.

(Studienmerkmale: medizinisch/biologische Studie, experimentelle Studie, Voll-/Hauptstudie)

Studie gefördert durch

• Robert I. Goodman Fund

• Martinez MA et al. (2012): The Proliferative Response of NB69 Human Neuroblastoma Cells to a 50 Hz...
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• Goodman R et al. (2002): Insights into electromagnetic interaction mechanisms.
• Novikov VV et al. (2002): [Effect of weak and superweak magnetic fields on intensity and asexual...
• Lin H et al. (2001): Regulating genes with electromagnetic response elements.
• Jin M et al. (2000): ERK1/2 phosphorylation, induced by electromagnetic fields, diminishes during...
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• Lin H et al. (1999): A magnetic field-responsive domain in the human HSP70 promoter.
• Lin H et al. (1998): Myc-mediated transactivation of HSP70 expression following exposure to magnetic...
• Lin H et al. (1998): Magnetic field activation of protein-DNA binding.
• Han L et al. (1998): Application of magnetic field-induced heat shock protein 70 for presurgical...
• Goodman R et al. (1998): Magnetic field stress induces expression of hsp70.
• Blank M et al. (1997): Do electromagnetic fields interact directly with DNA?
• Lin H et al. (1997): Electromagnetic field exposure induces rapid, transitory heat shock factor...
• Jenrow KA et al. (1996): Weak extremely-low-frequency magnetic field-induced regeneration anomalies in...
• Jenrow KA et al. (1995): Weak extremely-low-frequency magnetic fields and regeneration in the planarian...
• Goodman R et al. (1994): Increased levels of hsp70 transcripts induced when cells are exposed to low...
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