Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Gene expression and reproductive abilities of male Drosophila melanogaster subjected to ELF-EMF exposure. med./bio.

[Genexpression und Reproduktionsfähigkeiten der männlichen Drosophila melanogaster, die einer ELF-EMF-Exposition unterworfen wurde].

Veröffentlicht in: Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen 2013; 758 (1-2): 95-103

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die in vivo-Wirkungen einer kurzzeitigen und einer langzeitigen Exposition bei extrem niederfrequenten Magnetfeldern auf die männliche Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Zwei Experimente wurden durchgeführt. Im ersten Experiment wurde eine Transkriptom-Analyse durchgeführt. Drei Gruppen wurden untersucht (n=20 pro Gruppe): 1 a) Kontrollgruppe, 1 b) Kurzzeit-Exposition (72 Stunden in der adulten Form) und 1 c) Langzeit-Exposition (312 Stunden als Ei, Larve und in der adulten Form). Zur Verifikation der Ergebnisse wurde eine quantitative Real-time RT-PCR vorgenommen. Dafür wurden die gleichen Gruppen wie für die Transkriptom-Analyse gebildet, jedoch mit 60 Individuen pro Gruppe. Die RNA für die Analyse der Genexpression wurde in allen Gruppen von den drei Tage alten Fliegen extrahiert.
Im zweiten Experiment wurde die Fertilität untersucht. Dafür wurden vier Gruppen analysiert (n=20 für jede untersuchte Gruppe, bzw. Expositions-Dauer): 2 a) Kurzzeit-Kontrollgruppe, 2 b) Kurzzeit-Exposition (8, 16, 24, 48, 72 Stunden in der adulten Form), 2 c) Langzeit-Kontrollgruppe und 2 d) Langzeit-Exposition (312 Stunden als Ei, Larve und in der adulten Form). Direkt nach der Exposition wurden die männlichen Fliegen mit nicht-exponierten jungfräulichen Weibchen gepaart. Die Anzahl der F1-Puppen wurde benutzt, um die Fertilität darzustellen.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für bis zu 72 Stunden
Kurzzeit-Exposition
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 312 Stunden
Langzeit-Exposition

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für bis zu 72 Stunden
Zusatzinfo Kurzzeit-Exposition
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau Helmholtz coil (length 15 cm, diameter 40 cm) was wrapped with 260 turns of a single strand of copper wire; fruit flies were placed in a 19 cm space between the two coils; system was put in an incubator (25 ± 0.5°C, 60% relative humidity, 12 hours dark/light cycle); incubator, including the exposure system was put in room at 25°C
Zusatzinfo control group was placed in another incubator in a location with an equal background magnetic field
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 3,03 mT - gemessen - ± 0,04 mT

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 312 Stunden
Zusatzinfo Langzeit-Exposition
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 3,03 mT - gemessen - ± 0,04 mT

Referenzartikel

  • Sulpizio M et al. (2011): Molecular basis underlying the biological effects elicited by extremely low-frequency magnetic field (ELF-MF) on neuroblastoma cells.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchtes Organsystem:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Transkriptom-Analyse zeigte, dass im Vergleich zu den jeweiligen Kontrollgruppen nach einer Kurzzeit-Exposition 439 Gene hochreguliert und 874 Gene runterreguliert waren, während unter Langzeit-Expositions-Bedingungen 514 Gene hochreguliert und 1206 Gene runterreguliert waren. Beide Expositions-Gruppen zusammengenommen (Kurzzeit- und Langzeit-Exposition), war die Expression von 836 Genen verändert. Hieraus wurden 6 Gene, die in Verbindung mit der Apoptose, dem Altern, immunologischen Stress und der Fortplanzung in Verbindung gebracht werden, mittels PCR verifiziert: Die Gene Jra, ark, decay und cat waren runterreguliert, während die Gene hsp22 und totA hochreguliert waren.
Bei den exponierten Männchen war die Anzahl der F1-Puppen niedriger als in den jeweiligen Kontrollgruppen, jedoch war der Wert nur für die Kurzzeit-Exposition signifikant.
Die Autoren schlussfolgern, dass die Studie die in vivo-Wirkungen einer Kurzzeit- und Langzeit-Exposition bei extrem niederfrequenten Magnetfeldern auf die männliche Fruchtfliege zeigt.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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