Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

A suitable plane transmission line at 900 MHz rf fields for E. coli DNA studies med./bio.

[Eine geeignete planare Übertragungsleitung bei 900 MHz RF-Feldern für E. coli-DNA-Studien]

Von: Belloni F, Nassisi V, Alifano P, Monaco C, Tala A, Tredici M, Raino A

Veröffentlicht in: Rev Sci Instrum 2005; 76 (5): k.A

Das Ziel der Studie war es, einen mikrobiellen Assay zu entwickeln, um auf einfache Weise die möglichen Wirkungen einer Exposition bei hochfrequenten elektromagnetischen 900 MHz-Feldern auf die Genom-Stabilität verschiedener Stämme von Escherichia coli zu untersuchen, die profizient oder fehlerhaft im Methyl-gerichteten Mismatch-Reparatur-System sind.

In Escherichia coli spielt das Methyl-gerichtete Mismatch-Reparatur-System eine wichtige Rolle bei der Korrektur von Fehlern, die während der DNA-Replikation und genetischen Rekombination entstehen.
Verschiedene Escherichia coli-Stämme wurden genutzt, die mit einem Erythromycin (Antibiotikum)-Resistenz-Plasmid transformiert wurden (was die Bestimmung von Mutations-Häufigkeiten erlaubt).

Exposition	Parameter
Exposition 1: 900 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für 3 h, 6 h, 12 h oder 24 h	elektrische Feldstärke: 66 V/m Maximum elektrische Feldstärke: 40 V/m Minimum magnetische Flussdichte: 156 nT Minimum magnetische Flussdichte: 260 nT Maximum SAR: 0,22 mW/kg Mittelwert (= 1,1 V/m) SAR: 24 µW/kg Mittelwert (= 0,37 V/m) SAR: 2,7 µW/kg Mittelwert (= 0,12 V/m) SAR: 0,3 µW/kg Mittelwert (= 0,04 V/m)

Frequenz	900 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 3 h, 6 h, 12 h oder 24 h

Expositionsquelle	signal generator
Aufbau	cells placed inside the planar transmission line between the electrodes; line width = 10 cm, line length = 40 cm, distance between electodes = 1.5 cm; two BNC connectors mounted on the longitudinal ends of the line; B- and E-field direction in a plane perpendicular to the propagation direction of the wave
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
elektrische Feldstärke	66 V/m	Maximum	gemessen	-	-
elektrische Feldstärke	40 V/m	Minimum	gemessen	-	-
magnetische Flussdichte	156 nT	Minimum	berechnet	-	-
magnetische Flussdichte	260 nT	Maximum	berechnet	-	-
SAR	0,22 mW/kg	Mittelwert	geschätzt	-	= 1,1 V/m
SAR	24 µW/kg	Mittelwert	geschätzt	-	= 0,37 V/m
SAR	2,7 µW/kg	Mittelwert	geschätzt	-	= 0,12 V/m
SAR	0,3 µW/kg	Mittelwert	geschätzt	-	= 0,04 V/m

Exponiertes System:

Bakterien (in vitro)
Escherichia coli//SMR506 (Mismatch-Reparatur-profizient (d.h. kompetent)) und die Reparatur-fehlerhaften Stämme SMR3406 und SMR3428 (alle drei transformiert mit einem Erythromycin-Resistenz-Plasmid)

Untersuchtes System:

Untersuchungszeitpunkt:

Unter Verwendung des vorliegenden Reportergen-Systems wurde eine leichte anti-mutagene Wirkung der Hochfrequenz-Exposition gezeigt. Eine Wirkung wurde nur bei dem Mismatch-Reparatur-profizienten Stamm gefunden. Genau genommen verminderte die 24-stündige Exposition bei den hochfrequenten elektromagnetischen Feldern (bei einem SAR-Wert von 2,2 x 10^-4 W/kg) in dem profizienten Stamm, im Vergleich zu den schein-exponierten Zellen, die Mutations-Häufigkeit gegenüber der Erythromycin-Resistenz um das 2,8-fache. Die anti-mutagene Wirkung der Hochfrequenz-Exposition nahm mit der Dauer der Exposition zu (mit einem Spitzenwert bei 12 h- und 24 h-exponierten Zellen). Die Wirkung wurde ebenfalls bei einem SAR-Wert von 2.4 x 10^-5 W/kg beobachtet, wohingegen keine Wirkung bei den SAR-Werten von 2.7 x 10^-6 oder 3.0 x 10^-7 W/kg nachweisbar war, was die Existenz einer Dosis-Wirkungs-Beziehung zeigt.
Im Gegensatz dazu wurde die Mutations-Häufigkeit in den Mismatch-Reparatur-fehlerhaften Stämmen durch die hochfrequente elektromagnetische Feld-Exposition nicht beeinflusst.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die anti-mutagene Wirkung der hochfrequenten 900 MHz-Exposition aufgrund einer verbesserten Wirksamkeit des Mismatch-Reparatur-Systems zustande gekommen sein könnte. Der Mechanismus, durch den das hochfrequente elektromagnetische Feld die Aktivität des Mismatch-Reparatur-Systems beeinflusst haben könnte, bleibt unklar.

Studienmerkmale:

Ministero dell' Università e della Ricerca (MIUR (formerly MURST (Ministero dell' Università e della Ricerca Scientifica e Tecnologica); Ministry of University and Research), Italy

Koyama S et al. (2007): Effects of 2.45 GHz electromagnetic fields with a wide range of SARs on bacterial and HPRT gene mutations
Chang SK et al. (2005): Genotoxicity evaluation of electromagnetic fields generated by 835-MHz mobile phone frequency band
Shcheglov VS et al. (2002): Cell-to-cell communication in response of E. coli cells at different phases of growth to low-intensity microwaves
Hansen V et al. (1996): Wirkung hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf DNA, Proteine und DNA-Protein-Komplexe
Belyaev IY et al. (1994): Cooperative response of Escherichia coli cells to the resonance effect of millimeter waves at super low intensity
Belyaev IY et al. (1993): Evidence for dependence of resonant frequency of millimeter wave interaction with Escherischia coli K12 cells on haploid genome length
Belyaev IY et al. (1992): Chromosome DNA as a target of resonant interaction between Escherichia coli cells and low-intensity millimeter waves
Belyaev IY et al. (1992): Resonance effect of microwaves on the genome conformational state of E. coli cells
Dardalhon M et al. (1981): Studies on possible genetic effects of microwaves in procaryotic and eucaryotic cells