Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Mammalian Stem Cells Reprogramming in Response to Terahertz Radiation. med./bio.

[Säugetier-Stammzellen-Umkodierung als Reaktion auf Terahertz-Strahlung].

Veröffentlicht in: PLoS One 2010; 5 (12): e15806

Ziel der Studie (lt. Redakteur)

Es sollten die Wirkungen einer ausgedehnten Exposition bei einem breiten Terahertz-Spektrum auf die Zellfunktionen untersucht werden, die eng mit der Gen-Transkription in Mäuse-Stammzellen verbunden sind.

Hintergrund/weitere Details

Zusätzlich wurden Computer-Simulationen zu molekularen Dynamiken durchgeführt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 10 THz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 2, 4, 6 und 9 h

Allgemeine Informationen

broad-spectrum THz radiation centered at ~10 THz

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 10 THz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 2, 4, 6 und 9 h
Modulation
Modulationsart gepulst
Folgefrequenz 1 kHz
Zusatzinfo

pulse duration: 35 fs

Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • near infrared laser, frequency-doubling BBO crystal, plasma filament, Argon gas at 600 torr
Aufbau field directed at the bottom of the parafilm-sealed culture dish; irradiated and control dishes in thermal contact
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 30 MW Spitzenwert - - pro Puls
Leistungsflussdichte 1 mW/cm² Mittelwert über Zeit - - Breitband

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Lipid-ähnliche Einschlüsse traten im Zytoplasma nach sechstündiger Exposition auf. Eine ausgedehnte Exposition (9 h) führte zu spezifischen Veränderungen in den zellulären Funktionen, die eng mit der Gen-Transkription verbunden sind. Die Biochip-Daten zeigten, dass, während 89% der Gene in den Mäuse-Stammzellen nicht auf die angelegte Terahertz-Exposition reagierten, bestimmte Gene aktiviert (ca. 6% der Gene, mehr als zweifache Hochregulierung) und andere unterdrückt (ca. 5% der Gene, mehr als zweifache Runterregulierung) wurden. Die RT-PCR-Experimente mit ausgewählten Gen-Sonden, die den Transkripten der drei Gen-Gruppen (d.h. runterregulierte, hochregulierte Gene und unveränderte Regulation) entsprachen, bestätigten die Gen-spezifische Wirkung. Die Reaktion war nicht nur Gen-spezifisch, sondern auch abhängig von den Expositions-Bedingungen (d.h. Expositions-Dauer).
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die angelegte Terahertz-Befeldung die Zelldifferenzierung in Richtung eines adipösen Phänotyps forciert, indem der Transkriptionsfaktor "Peroxisom-Proliferator-aktivierter Rezeptor-gamma" (PPARG) aktiviert wird. Letztlich deuten die Computer-Simulationen zu den molekularen Dynamiken darauf hin, dass sich die örtlichen "Breathing"-Dynamik der DNA des PPARG-Promotors mit der Gen-spezifischen Reaktion auf die Terahertz-Befeldung deckt.
Die Autoren schlagen vor, dass eine Terahertz-Exposition ein wirksames Werkzeug für die zelluläre Umkodierung ist.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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