Mechanism of Geomagnetic Field Infuence on Gene Expression Using Influenze as a Model system
Zaporozhan V. Mechanism of Geomagnetic Field Infuence on Gene Expression Using Influenze as a Model system / V. Zaporozhan, A. Ponomarenko // Basics of Physical Epidemiologi International Jornal of Environmental Research and Public Health. – 2010. – Vol. 7. – P. 938–965.
Последние исследования показывают четкие изменения экспрессии генов в клетках, подвергающихся воздействию слабого магнитного поля (МП). Механизм этого феномена до сих пор непонятен. Мы предполагаем, что протеины Криптохромной системы (CRY) являются “эпигенетическими сенсорами” колебаний МП, то есть, частицами эпигенетического контролирующего механизма, чувствительными к магнитному полю. Было выяснено, что CRY подавляет деятельность основного циркадного транскрипционного комплекса CLOCK/BMAL1. В то же время, очевидно, что функция CRY, в большой мере реагирует на слабое МП, поскольку радикальные пары, которые периодически возникают на функционально-активном участке CRY и служат связующим звеном между собой и механизмом магнитоприема. Известно, что циркадный комплекс воздействует на все органы и ткани, включая модуляцию NF-каппаB- и глюкокортикоид – зависимые сигнальные пути. Таким образом, МП и колебания геомагнитного поля, зависящие от солнечных циклов, могут изменять экспрессию генов, имеющих отношение к функционированию NF-каппаB, гормонов и прочих биологических регуляторов. В особенности, NF-каппаB, наряду со свое значимой ролью в иммунной реакции, также участвует в дифференциальном контроле синтеза вируса гриппа RNA. Представленные данные предполагают, что в случае глобального применения (пример – геомагнитное поле), контроль с помощью МП может иметь эпидемиологические и прочие последствия.
Recent studies demonstrate distinct changes in gene expression in cells exposed to a weak magnetic field (MF). Mechanisms of this phenomenon are not understood yet. We propose that proteins of the Cryptochrome family (CRY) are “epigenetic sensors” of the MF fluctuations, i.e., magnetic field-sensitive part of the epigenetic controlling mechanism. It was shown that CRY represses activity of the major circadian transcriptional complex CLOCK/BMAL1. At the same time, function of CRY, is apparently highly responsive to weak MF because of radical pairs that periodically arise in the functionally active site of CRY and mediate the radical pair mechanism of magnetoreception. It is known that the circadian complex influences function of every organ and tissue, including modulation of both NF-kappaB- and glucocorticoids- dependent signaling pathways. Thus, MFs and solar cycles-dependent geomagnetic field fluctuations are capable of altering expression of genes related to function of NF-kappaB, hormones and other biological regulators. Notably, NF-kappaB, along with its significant role in immune response, also participates in differential regulation of influenza virus RNA synthesis. Presented data suggests that in the case of global application (example-geomagnetic field), MF-mediated regulation may have epidemiological and other consequences.
