突變、DNA修復與重組

埃姆斯試驗(Ames test)

/ AYMZ test /

埃姆斯試驗是一種廉價、快速的實驗室方法,用來回答一個實用問題:這種化學物質對DNA的損傷是否足以引起突變?由布魯斯·埃姆斯於1970年代發明,它巧妙地把細菌當作活的突變探測器,將一樁看不見的分子事件變成你能在培養皿上看到的菌落計數。

其原理是:先用一種特殊的沙門氏菌株,它帶有一個使其無法合成胺基酸組胺酸的突變,因此在缺乏組胺酸的平板上無法生長。試驗隨後追問:受檢化學物能否引起第二個突變來逆轉第一個——一個使該基因恢復、讓細菌重新能生長的回復突變。把細菌塗布在無組胺酸的平板上,加入化學物,再數出現的菌落。誘變劑產生的回復菌落遠多於自發產生的寥寥數個;菌落越多,誘變劑越強。關鍵的一步是,化學物通常先與大鼠肝臟提取物混合,因為許多物質本身無害,要等我們自身的肝酶把它們轉化為活性誘變劑後才有害。

埃姆斯試驗之所以重要,是因為它提供了致突變性的快速初篩;又因為誘變劑往往同時是致癌物,它兼作致癌化學物的早期預警——廣泛用於審查藥物、化妝品、食品添加劑和工業化合物。但它並非定論:它檢測的是細菌中的某一種效應,而非人體的全部複雜性,所以陽性結果是促使進一步研究的警示,而非人類致癌風險的證明;陰性結果也不保證安全。

把組胺酸缺陷型沙門氏菌塗在無組胺酸的瓊脂上:只長出寥寥幾個自發回復株。加入誘變劑(連同大鼠肝提取物),平板上長滿菌落——每一個都是其組胺酸基因被突變回正常的細胞。

數回復突變菌落,把DNA致突變變成一個能從培養皿上讀出的數字。

Ames試驗陽性提示的是細菌中的致突變性,而非已證實的人類致癌性。二者相關性強但不完美,所以它是初篩,不是判決。

又稱
Ames assaybacterial reverse mutation test埃姆斯试验细菌回复突变试验