Influencia de los campos electromagnéticos en la expresión génica
DOI:
https://doi.org/10.29105/bys2.4-36Keywords:
Campos electromagnéticos, ADN, ARN, Expresión génicaAbstract
Debido a la creciente utilización de la electricidad en la vida cotidiana, el ser humano está cada vez más expuesto a los campos electromagnéticos (CEM) que son generados por diversos aparatos, líneas de conducción y sub-estaciones eléctricas. Desde hace algunos años, ha surgido el interés sobre los efectos de estos campos en los sistemas biológicos. Se ha hecho énfasis en que los CEM son potencialmente capaces de afectar a nivel de síntesis de ADN, ARN y proteínas, además de la proliferación celular, y más recientemente se ha visto, que se puede alterar la expresión génica. Sin embargo, se han encontrado resultados variables, por lo que, hasta el momento, no se puede dar una conclusión definitiva sobre los efectos de este factor físico a los niveles antes mencionados. En este artículo, se presenta información general acerca del efecto biológico de los CEM, en particular en la expresión génica, incorporando además los últimos hallazgos al respecto que hemos obtenido en nuestro laboratorio. No se pretende una revisión exhaustiva del tema, sino más bien mostrar evidencias que indican que la expresión de diversos genes puede ser modificada por la radiación electromagnética, especialmente por la de frecuencia extremadamente baja (CEM), y que es ahora muy común en ciudades industrializadas.
Downloads
References
Alonso M., Rojo O. 1987. Física: campos y ondas. Addison-Wesley. Pag 288-293.
Balcer-Kubiczek EK, Zhang XF, Harrison GH, McCready WA, Shi ZM, Han LH, Abraham JM, Ampey LL 3rd, Meltzer SJ, Jacobs MC, Davis CC. 1996. Rodent cell transformation and immediate early gene expression following 60-Hz magnetic field exposure. Environ Health Perspect. 104(11):1188-98 DOI: https://doi.org/10.1289/ehp.961041188
Cairo P, Greenebaum B, Goodman .1998. magnetic field exposure enhances mRNA expression of sigma 32 in E. coli. J Cell Biochem. 1;68(1):1-7. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4644(19980101)68:1<1::AID-JCB1>3.0.CO;2-#
Campbell-Beachler M, Ishida-Jones T, Haggren W, Phillips JL. 1998. Effect of 60 Hz magnetic field exposure on c-fos expression in stimulated PC12 cells. Mol Cell Biochem. 189(1-2):107-11. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1006872309385
Carrasco-Páeza L, Martínez-Díaz IC, De Hoyo Lorac M, Sañudo-Corrales B. 2009. Proteínas de estrés: respuestas y funciones de HSP70 en el músculo esquelético durante el ejercicio físico. Revista Andaluza de Medicina del Deporte. 2(4):109-149.
Galar-Castelan I. 1998. Electricidad y Magnetismo. Editorial Limusa . 1ª. Edición. Mex., pp. 223-237.
Han J, Moussavi Z, Szturm T, Goodman V.1998. Application of nonlinear dynamics to human postural control system. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 7:6885-8.
Han L, Lin H, Head M, Jin M, Blank M, Goodman R. 1998. Application of magnetic field-induced heat shock protein 70 for presurgical cytoprotection. J Cell Biochem. 71(4):577-83. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4644(19981215)71:4<577::AID-JCB12>3.0.CO;2-V
Heredia-Rojas JA1, Rodríguez de la Fuente AO, Alcocer González JM, Rodríguez-Flores LE, Rodríguez-Padilla C, Santoyo-Stephano MA, Castañeda-Garza E, Taméz-Guerra RS. 2010. Effect of 60 Hz magnetic fields on the activation of hsp70 promoter in cultured INER-37 and RMA E7 cells. In Vitro Cell Dev Biol Anim. 46(9):758-63 DOI: https://doi.org/10.1007/s11626-010-9342-y
Hewitt, P.G. 1998. Fisica Conceptual. Addison Wesley Logman de Mexico. Pag 559.
Hewitt P.G. 2007. Fisica Conceptual. Decima edicion. Pearson educacion. 409-477.
Jahreis GP, Johnson PG, Zhao YL, Hui SW. 1998. Absence of 60-Hz, 0.1-mT magnetic field-induced changes in oncogene transcription rates or levels in CEM-CM3 cells. Biochim Biophys Acta. 1443(3):334-42. DOI: https://doi.org/10.1016/S0167-4781(98)00238-3
Kim, S. S., Shin, H. J., Eom, D. W., Huh, J. R., Woo, Y., Kim, H., Ryu S.H., Suh PG, Kim JY, Koo, T. W. 2002. Enhanced expression of neuronal nitric oxide synthase and phospholipase C-γ1 in regenerating murine neuronal cells by pulsed electromagnetic field. Experimental & molecular medicine, 34(1), 53. DOI: https://doi.org/10.1038/emm.2002.8
Libertin CR, Panozzo J, Groh KR, Chang-Liu CM, Schreck S, Woloschak GE. 1994. Effects of gamma rays, ultraviolet radiation, sunlight, microwaves and electromagnetic fields on gene expression mediated by human immunodeficiency virus promoter. Radiat Res. 140(1):91-6. DOI: https://doi.org/10.2307/3578573
Lin H, Han L, Blank M, Head M, Goodman R. 1998. Magnetic field activation of protein-DNA binding. J Cell Biochem. 70(3):297-303. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4644(19980901)70:3<297::AID-JCB2>3.0.CO;2-I
Lin H, Blank M, Goodman R. 1999. A magnetic field-responsive domain in the human HSP70 promoter. J Cell Biochem. 75(1):170-6. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4644(19991001)75:1<170::AID-JCB17>3.0.CO;2-5
Lin H, Blank M, Rossol-Haseroth K, Goodman R. 2001. Regulating genes with electromagnetic response elements. J Cell Biochem. 81(1):143-8. DOI: https://doi.org/10.1002/1097-4644(20010401)81:1<143::AID-JCB1030>3.0.CO;2-4
Lin H, Opler M, Head M, Blank M, Goodman R. 1997. Electromagnetic field exposure induces rapid, transitory heat shock factor activation in human cells. J Cell Biochem. 15;66(4):482-8. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4644(19970915)66:4<482::AID-JCB7>3.0.CO;2-H
Lin J.C. 1994. Advances in electromagnetic fields in living systems. Plenum Press, New York. pp 16,17,130, 149. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4615-2542-4
Loberg LI, Gauger JR, Buthod JL, Engdahl WR, McCormick DL. 1999. Gene expression in human breast epithelial cells exposed to 60 Hz magnetic fields. Carcinogenesis. 20(8):1633-6. DOI: https://doi.org/10.1093/carcin/20.8.1633
Miller SC, Haberer J, Venkatachalam U, Furniss MJ. 1999. NF-kappaB or AP-1-dependent reporter gene expression is not altered in human U937 cells exposed to power-line frequency magnetic fields. Radiat Res. 151(3):310-8. DOI: https://doi.org/10.2307/3579943
Miyakawa T, Yamada S, Harada S, Ishimori T, Yamamoto H, Hosono R. 2001. Exposure of Caenorhabditis elegans to extremely low frequency high magnetic fields induces stress responses. Bioelectromagnetics. 22(5):333-9. DOI: https://doi.org/10.1002/bem.58
Moraes F and Góes A. 2016. A decade of human genome project conclusion: Scientific diffusion about our genome knowledge. Biochem. Mol. Biol. Educ. 44: 215-223. doi:10.1002/bmb.20952. DOI: https://doi.org/10.1002/bmb.20952
Morehouse CA, Owen RD. 2000. Exposure to low-frequency electromagnetic fields does not alter HSP70 expression or HSF-HSE binding in HL60 cells. Radiat Res. 153(5 Pt 2):658-62. DOI: https://doi.org/10.1667/0033-7587(2000)153[0658:ETLFEF]2.0.CO;2
Pilla AA. 2002. Low-intensity electromagnetic and mechanical modulation of bone growth and repair: are they equivalent? J Orthop Sci. 7(3):420-8. DOI: https://doi.org/10.1007/s007760200073
Pipkin JL, Hinson WG, Young JF, Rowland KL, Shaddock JG, Tolleson WH, Duffy PH, Casciano DA. 1999. Induction of stress proteins by electromagnetic fields in cultured HL-60 cells. Bioelectromagnetics. 20(6):347-57. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-186X(199909)20:6<347::AID-BEM3>3.0.CO;2-I
Rodríguez-de la Fuente AO, Alcocer-González JM, Antonio Heredia-Rojas J, Balderas-Candanosa I, Rodríguez-Flores LE, Rodríguez-Padilla C, Taméz-Guerra RS. 2009. Effect of 60 Hz electromagnetic fields on the activity of hsp70 promoter: an in vitro study. Cell Biol Int. 33(3):419-23. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cellbi.2008.09.014
Rodríguez-De la Fuente AO, Alcocer-González JM, Heredia-Rojas JA, Rodríguez-Padilla C, Rodríguez-Flores LE, Santoyo-Stephano MA, Castañeda-Garza E, Taméz-Guerra RS. 2010. Effect of 60 Hz electromagnetic fields on the activity of hsp70 promoter: an in vivo study. Cell Biol Int Rep. 26;19(1): e00014. DOI: https://doi.org/10.1042/CBR20110010
Rodríguez-De la Fuente A.O., Heredia-Rojas J.A., Alcocer-González J.M., Rodríguez-Flores L.E., Rodríguez-Padilla C., Taméz-Guerra R.S. (2017) Promoter Activation with Electromagnetism. In: Gould D. (eds) Mammalian Synthetic Promoters. Methods in Molecular Biology, vol 1651. Humana Press, New York, NY DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7223-4_15
Romano-Spica V, Mucci N, Ursini CL, Ianni A, Bhat NK. 2000. Ets1 oncogene induction by ELF-modulated 50 MHz radiofrequency electromagnetic field. Bioelectromagnetics. 21(1):8-18. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-186X(200001)21:1<8::AID-BEM3>3.0.CO;2-G
Saffer JD, Thurston SJ. 1995. Short exposures to 60 Hz magnetic fields do not alter MYC expression in HL60 or Daudi cells. Radiat Res. 144(1):18-25. DOI: https://doi.org/10.2307/3579231
Strasák L, Vetterl V, Smarda J. 2002. Effects of low-frequency magnetic fields on bacteria Escherichia coli. Bioelectrochemistry. 55(1-2):161-4. DOI: https://doi.org/10.1016/S1567-5394(01)00152-9
Tenforde T.S. 1991. ELF (extremely-low-frequency) field interactions at the animal, tissue and cellular levels. Electromagnetics in biology and medicine. 39:225-245.
Tian F, Nakahara T, Wake K, Taki M, Miyakoshi J. 2002. Exposure to 2.45 GHz electromagnetic fields induces hsp70 at a high SAR of more than 20 W/kg but not at 5W/kg in human glioma MO54 cells. Int J Radiat Biol. 78(5):433-40. DOI: https://doi.org/10.1080/09553000110115649
Trosko JE. 2000. Human health consequences of environmentally-modulated gene expression: potential roles of ELF-EMF induced epigenetic versus mutagenic mechanisms of disease. Bioelectromagnetics. 21(5):402-406. DOI: https://doi.org/10.1002/1521-186X(200007)21:5<402::AID-BEM9>3.0.CO;2-N
Tsuchiya K, Okuno K, Ano T, Tanaka K, Takahashi H, Shoda M. 1999. High magnetic field enhances stationary phase-specific transcription activity of Escherichia coli. Bioelectrochem Bioenerg. 48(2):383-7. DOI: https://doi.org/10.1016/S0302-4598(99)00023-9
Tuinstra R, Goodman E, Greenebaum B.1998. Protein kinase C activity following exposure to magnetic field and phorbol ester. Bioelectromagnetics. 19(8):469-76. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-186X(1998)19:8<469::AID-BEM4>3.0.CO;2-J
