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

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10837004
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 山本 博 金沢大学, 医学部, 教授 (00115198)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米倉 秀人 金沢大学, 医学部, 助教授 (80240373) ; 細野 隆次 金沢大学, 医学部, 教授 (40019617) ; 山田 外史 金沢大学, 工学部, 教授 (80019786) ; 原田 真市 金沢大学, 医学部, 助手 (90272955)
• Keywords: 低周波変動高磁場 / RNA合成 / 熱ショック / 遺伝子 / 生体ストレス

Research Abstract

近年の電気磁気工学の発達は、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)等の新しい素材や機器を登場させるところとなった。これにより、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。
本研究の目的は、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にある。具体的には、初年度に(1)DNA複製と(2)DNA修復におよぼす高磁場の影響を明らかにする。次年度には(3)DNAからの転写と(4)特異的遺伝子の発現におよぼす磁場作用を解析する。これにより、遺伝情報の伝達という子孫の代にまで影響がおよぶ重要な生理的過程に関して、DNA→DNA、DNA→RNAさらにはRNA→蛋白という全ステップが高磁場下でどう進行するかが検証される。
1.DNA転写におよぼす高磁場の影響:ポリ(dA-dT)配列を鋳型に大腸菌RNAボ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。
2.ストレス蛋白遺伝子発現におよぼす高磁場の影響: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、以上の結果から、低周波変動高磁場は、遺伝子の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。

Research Products

• [Publications] Yonekura, H.: "Placenta growth factor and vascular endothelial growth factor B and C expressions in microvascular endothelial cells and pericytes."J. Biol. Chem.. 274(9). 35172-35178 (1999)
• [Publications] Yamagishi, S.: "Advanced glycation endproducts accelerate calcification in microvascular pericytes."Biochem. Biophys. Res. Commun.. 258(2). 353-357 (1999)
• [Publications] Yonekura, H.: "Antisense display-a method for functional gene screening : evaluation in a cell-free system and isolation of angiogenesis-related genes."Nucleic Acids Res.. 27(13). 2591-2600 (1999)
• [Publications] Yamagishi, S.: "Vascular endothelial growth factor acts as pericyte mitogen under hypoxia."Laboratory Investigation. 79(4). 501-509 (1999)
• [Publications] Yamagishi, S.: "Insulin stimulates the growth and tube fromation of human microvascular endothelial cells through autocrine vascular endothelial growth factor."Microvasc Res. 57(3). 329-339 (1999)
• [Publications] Sassa, T.: "Regulation of the UNC-18-Caenorhabditis elegans Syntaxin Complex by UNC-13"J. Neurosci.. 19(12). 4772-4777 (1999)
• [Publications] Mukhopadhyay, S. C.: "Design, Analysis and Control of a New Repulsive-Type Magnetic Bearing System."IEE Proc. - Electr. Power Appl.. 146(1). 33-40 (1999)
• [Publications] Ohji, T.: "Magnetic Losses in Two Types of Magnetic Bearing System Employing Permanet Magnets."J. Magn. Soc. Japan. 23(4-2). 1605-1608 (1999)
• [Publications] Ohji, T.: "Permanent Magnet Bearings for Horizontal- and Vertical-shaft Machines : A Comparative Study."J. Applied Physics. 85(8). 4648-4650 (1999)
• [Publications] Iwahara, M.: "Analysis, Design and Experimental Results for a Passive Current Limiting device."IEE Proc. - Electr. Power Appl.. 146(3). 309-316 (1999)
• [Publications] Yamada, S.: "Induction of the Heat Shock Gene Encoding 16kD Shock Polypeptide by Coupled Stimulus of Heat and ELF Magnetic Fields in C. elegans."Proc. of Int. Union of Radio Science. 623(in press). (1999)
• [Publications] Iwahara, M.: "Development of Passive Fault Current Limiter in Parallel Biasing Mode."IEEE Trans. on Magnetics. 35(5). 3523-3525 (1999)
• [Publications] Amano, S.: "Hierarchy of Habituation Induced by Mechanical Stimuli in Caenorhabditis elegans."Zoological Science. 16. 423-429 (1999)
• [Publications] Nakajima, M.: "Deficient cotinine formation from nicotine is attributed to the whole deletion of the CYP2A6 gene in humans."Clin. Pharmacol. Ther.. 67(1). 57-69 (2000)
• [Publications] Harada, S.: "Effects of ELF high magnetic fields on enzyme-catalyzed DNA and RNA synthesis in vitro and on a cell-free mismatch repair."Bioelectormagnetics. in press. (2000)
• [Publications] Kusano, Y.: "Participation of syndecan 2 in the induction of stress fiber formation in cooperation with integrin alfa 5 beta 1."Exp. Cell Res.. in press. (2000)
• [Publications] Abedin, Md. J.: "Molecular heterogeneity of the receptor for advanced glycation endproducts."J. Biochem. Mol. Biol. Biophys.. in press. (2000)
• [Publications] Yamada, S.: "Exposure of C. elegans to extremely low frequency high magnetic fields induces stress responses."Bioelectromagnetics. acceptable pending revision. (2000)
• [Publications] 米倉秀人: "新しい機能性遺伝子スクリーニング法-Antisense Display法-の開発"Antisense(アンチセンスDNA/RNA研究会会報). 3(2). 42-56 (1999)
• [Publications] 田中伸茂: "AGE-RAGE系制御による糖尿病合併症防止の可能性について"内分泌・糖尿病科(科学評論社). 9(3). 261-266 (1999)
• [Publications] 田代晋久: "投影法を用いた磁界の可視化-その原理"日本応用磁気学会論文誌. 23(4-2). 1549-1552 (1999)
• [Publications] 宮腰貴久: "ECT技術によるプリント配線の欠陥検出の可能性"日本応用磁気学会論文誌. 23(4-2). 1613-1616 (1999)
• [Publications] 山田外史: "プレーナ形マイクロうず電流プロープによる探傷技術の動向"日本応用磁気学会論文誌. 23(4-2). 1817-1825 (1999)
• [Publications] 卯木浩之: "AGEレセプター"臨床検査(医学書院). 44(3). 285-288 (2000)
• [Publications] 善田貴裕: "血管新生因子と糖尿病"治療学(ライフサイエンス出版). 34(4)in press. (2000)
• [Publications] 山本博: "「医学のための基礎分子細胞生物学」:第2版"平賀紘一、山本 博、伊達孝保、野口民夫編 (南山堂) (6-7,100-101,110-113分担). 131 (1999)
• [Publications] 米倉秀人: "「医学のための基礎分子細胞生物学」:第2版"平賀紘一、山本 博、伊達孝保、野口民夫編 (南山堂) (72-73,86-87分担). 131 (1999)
• [Publications] 細野隆次: "「医学のための基礎分子細胞生物学」:第2版"平賀紘一、山本 博、伊達孝保、野口民夫編 (南山堂) (78-79,80-81分担). 131 (1999)
• [Publications] 山岸昌一: "「メビオ」:糖尿病と網膜血管障害"(株)メジカルビュー社. 150 (1999)
• [Publications] 山岸昌一: "組織培養工学:糖尿病と血管新生"ニューサイエンス社. 36 (1999)
• [Publications] 山田外史: "磁気工学の基礎と応用"コロナ社. 230 (1999)
• [Publications] 山本靖彦: "実験医学増刊"血管研究の最前線2000""北徹、佐藤靖史、永井良三編(羊土社) (107-110分担). 201 (2000)
• [Publications] Yamamoto, Y.: "Atherosclerosis V (Role of the AGE-RAGE system in vascular injery in diabetes, 分担)"New York Academy of Sciences (in press). (2000)