並列タイトル等Influences of extremely low-frequency alternate-current high magnetic fields on gene replication, repair and expression
タイトル（掲載誌）平成11(1999)年度 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究成果報告書 = 1999 Fiscal Year Final Research Report
一般注記超伝導マグネット、リニアモーターカー、磁気共鳴画像化診断装置(MRI)等の新しい電磁気素材・機器の登場により、現代人は嘗て経験したことのない高磁場とくに低周波交流高磁場に遭遇する機会が増えつつある。が、高磁場が生体に一体どのような影響を与えるかについては未だ不明な点が多い。そこで本研究では、低周波交流高磁場の生体作用とくに遺伝子機能への影響を解明することを目的とする。 初年度・次年度研究とも当初計画通り順調に進行し、以下の成果を得た。 1.ポリ(dA)鋳型、オリゴ(dT)プライマー、[^3H]TTPまたは[^<35>S]dCTを含むヌクレオチド基質とKlenow酵素からなる試験管内DNA合成反応を60ヘルツピーク値1テスラの高磁場暴露・非暴露下に行った。その結果、(a)DNA合成速度、(b)DNA合成の忠実度とも有意な差がなく、これはKlenow酵素が3'→5'校正エキソヌクレアーゼ活性を欠いた場合にも同様であった。(c)1テスラ変動高磁場は、がんや神経疾患の発症と関連づけられているDNAの滑り合成にもほとんど影響をおよぼさなかった。 2.レポーター遺伝子(lacZ)にミスマッチ変異を有するファージDNAをrepair-proficientなHeLa細胞抽出物と1テスラ高磁場の存在・非存在下でインキュベート後、repair-deficientな大腸菌変異株(mutS)に移入してXgalを含む培地にプレーティングし、形成される青色/無色プラークと混合プラークの比率からミスマッチ修復効率を算定した結果、高磁場印加の有無で差がなかった。 3.ポリ(dA-dT)配列を鋳型に大腸菌RNAポリメラーゼによる試験管内転写を行い、低周波(60ヘルツ)高磁場印加時と非印加時におけるヌクレオチド基質取り込み速度とRNA合成のエラー頻度を比較した結果、0.5テスラまでの磁場印加では両者とも非印加時に比し有意な変化を示さなかった。 4.レポーター遺伝子(lacZ)上流に熱ショックプロモーターを有する発現ベクターを導入した線虫C.elegansに高磁場を印加後、X-galで染色してlacZがコードするβ-ガラクトシダーゼ活性の発現を調べた。その結果、60ヘルツ0.5テスラの磁場印加により、通常では誘導が認められない温度下(27℃)でβ-ガラクトシダーゼの発現が観察された。この誘導の程度と磁場強度との間には相関傾向が認められ、また、強磁場は熱ショックプロモーターの熱感受性を増強させることも見い出された。 したがって、ピーク値1テスラまでの低周波変動高磁場は、DNA(=遺伝子)の複製・修復・転写過程自体には変化を与えないが、生体ストレスの一種となりうると考えられた。
Recent developments in highly advanced electrotechnological equipment, such as superconducting magnets, magnetically levitated vehicles and devices for magnetic resonance imaging, have given rise to previously unexperienced environments in which strong electromagnetic fields are encountered. Potential biohazards of such high magnetic fields have been pointed out, but the influences they may exert on biologic systems are still poorly understood. The purpose of this study is to clarify the biologic actions of extremely low-frequency (ELF) alternate-current (AC) high magnetic fields, especially their effects on gene functions including DNA replication, repair and transcription.As a result, the rate and fidelity of Escherichia coli (E. coli) DNA polymerase-catalyzed DNA synthesis in vitro as well as of E. coli RNA polymerase-catalyzed RNA synthesis did not significantly differ between the reactions exposed and not exposed to 60-Hz of near Tesla orders magnetic fields. The efficiency of mutS-dependent mismatch repair with human cell extracts was also not affected by the magnetic field exposure. The results suggest the core processes of transmission of genetic information may be stable under ELF high magnetic fields. However, the heat shock promoter was activated when Caenorhabditis elegans, carrying an hsp 16 promoter-lacZ reporter chimeric transgene, was exposed up to 0.5T at 60 Hz. This suggests that ELF AC high magnetic fields could elicit certain stress responses in biologic systems.
研究課題/領域番号:10837004, 研究期間(年度):1998–1999
出典：「遺伝子複製・修復・発現におよぼす低周波変動高磁場の影響」研究成果報告書 課題番号10837004 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
一次資料へのリンクURLhttps://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=34849&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
関連情報https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=00115198
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10837004/
https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-10837004/108370041999kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）