prototrophs은 자신의 생명 과정에 필요한 아미노산을 생산할 수있는 미생물 또는 셀 수 있습니다. 이 용어는 일반적으로 특정 물질과 관련하여 사용됩니다. 영양 요 구성이라는 용어의 반대입니다.
이 마지막 용어는 특정 영양소가 첨가 된 경우에만 배양 배지에서 성장하고 증식 할 수있는 미생물을 정의하는 데 사용됩니다. 프로토 트로프의 경우 자체 생산이 가능하기 때문에 그러한 물질 없이도 번성 할 수 있습니다.
영양 요구 성과 원형 영양 사이의 간단한 비교. 출처 : Akardoust, Wikimedia Commons.
예를 들어, 라이신이 없으면 성장할 수없는 유기체 또는 균주를 영양 요 구성 라이신이라고합니다. 원형 영양성 라이신 균주는 배양 배지에서 라이신의 유무와 무관하게 성장하고 번식합니다.
기본적으로 영양 요 구성 균주는 필수 과정에 필수적인 기본 물질을 합성 할 수있는 기능적 대사 경로를 상실했습니다.
이 결핍은 일반적으로 돌연변이 때문입니다. 이 돌연변이는 원형 영양 생물에 존재하는 물질을 생산할 생물학적 능력이없는 널 대립 유전자를 생성합니다.
응용
생화학
영양 영양 유전자 마커는 종종 분자 유전학에 사용됩니다. 각 유전자에는 단백질을 코딩하는 정보가 포함되어 있습니다. 이것은 연구원 George Beadle과 Edward Tatum이 노벨상을 수상한 연구에서 입증되었습니다.
이러한 유전자의 특이성은 생합성 또는 생화학 적 경로의 매핑을 가능하게합니다. 유전자의 돌연변이는 단백질의 돌연변이로 이어집니다. 이러한 방식으로 연구중인 박테리아의 영양 요 구성 균주에서 어떤 효소가 돌연변이로 인해 기능을 상실하는지 확인할 수 있습니다.
생합성 경로를 결정하는 또 다른 방법은 특정 아미노산의 영양 요 구성 균주를 사용하는 것입니다. 이러한 경우, 그러한 아미노산에 대한 균주의 필요성은 배양 배지에 단백질의 비 천연 아미노산 유사체를 추가하기 위해 이용됩니다.
예를 들어, 대장균 (Escherichia coli) 균주 배양에서 파라-아지도 페닐알라닌을 페닐알라닌으로 대체하면 페닐알라닌이 영양 요 구성이됩니다.
영양 영양 마커
대사 건물 분자의 생합성을위한 경로에 참여하는 효소를 코딩하는 유전자 내의 돌연변이는 효모에 대한 대부분의 유전 실험에서 마커로 사용됩니다.
돌연변이 (요 영양 증)로 인한 영양 결핍은 성장 배지에 필요한 영양소를 공급하여 보상 할 수 있습니다.
그러나 돌연변이가 다양한 생리적 매개 변수에 영향을 미치고 시너지 적으로 작용할 수 있기 때문에 이러한 보상이 반드시 양적 일 필요는 없습니다.
이 때문에 영양 요 구성 마커를 제거하고 생리적 및 대사 적 연구에서 편향을 감소시키기위한 목적으로 원형 영양 균주를 얻기위한 연구가 수행되었습니다.
Ames 테스트
살모넬라 돌연변이 유발 검사라고도 불리는 Ames 검사는 1970 년대에 Bruce N. Ames가 화학 물질이 돌연변이 유발 원인지 확인하기 위해 개발했습니다.
그것은 역 돌연변이 또는 사후 돌연변이의 원리에 기초합니다. 그것은 히스티딘에 살모넬라 티피 무리 움 영양 요구 성의 여러 균주를 사용합니다.
돌연변이를 일으키는 화학 물질의 힘은 히스티딘을 함유 한 접시에있는 박테리아에 적용하여 측정합니다. 이후 박테리아는 히스티딘이 부족한 새로운 플라크로 옮겨집니다.
물질이 돌연변이 유발 물질이 아닌 경우 박테리아는 새로운 플라크에서 성장을 보이지 않습니다. 또 다른 경우에, 히스티딘 영양 요 구성 박테리아는 다시 원형 영양 히스티딘 균주로 돌연변이 될 것입니다.
원 영양 박테리아 Salmonella typhimurium의 배양. 가져오고 편집 : Sun14916, Wikimedia Commons
처리 유무에 관계없이 플레이트에서 박테리아 성장 비율을 비교하면 박테리아에 대한 화합물의 돌연변이 유발 력을 정량화 할 수 있습니다.
박테리아에서 이러한 가능한 돌연변이 유발 효과는 인간을 포함한 다른 유기체에서 동일한 효과를 일으킬 가능성을 나타냅니다.
박테리아 DNA에서 돌연변이를 일으킬 수있는 화합물은 또한 암을 유발할 수있는 돌연변이를 일으킬 수 있다고 믿어집니다.
Ames 테스트에 대한 기타 응용 프로그램
새로운 균주의 개발
Ames 테스트는 새로운 균주를 얻기 위해 적용되었습니다. 예를 들어, 니트 로리 덕 타제 결핍 균주가 개발되었습니다.
이 균주는 생체 이물질 대사 및 DNA 복구 시스템을 연구하는 데 사용됩니다. 또한 활성 돌연변이를 생성하는 니트로 기의 대사 메커니즘과 유전 독성 화합물의 니트로 화 메커니즘을 평가하는 데 유용했습니다.
항 돌연변이
Ames 테스트는 천연 항 돌연변이를 연구하고 분류하는 도구로도 사용되었습니다. 항 돌연변이 원은 주로 수리 시스템을 개선하여 DNA의 돌연변이 유발 병변을 줄일 수있는 화합물입니다.
이러한 방식으로 이러한 화합물은 암 발생의 초기 단계를 피합니다. 1980 년대 초 (20 세기)부터 Ames 등은 항 돌연변이가 풍부한 식단을 통해 유전 독소 감소와 암 위험을 평가하는 연구를 수행했습니다.
그들은 높은 수준의 항 돌연변이 원이 함유 된 식단을 섭취 한 집단이 위장 암 발병 위험이 낮다는 것을 관찰했습니다.
Ames 테스트는 돌연변이 유발 성을 감소시키는 것으로 알려진 다양한 식물 추출물을 연구하기 위해 광범위하게 사용되었습니다. 이 연구는 또한 식물 성분이 항상 안전하지는 않다는 것을 보여주었습니다. 많은 식용 식물이 유전 독성 효과가있는 것으로 나타났습니다.
Ames 테스트는 또한 대체 의학에서 자주 사용되는 천연 화합물의 독성 또는 항 돌연변이 효과를 감지하는 데 유용한 것으로 나타났습니다.
유전 독성 대사 연구
Ames 테스트의 약점 중 하나는 유전 독성 화합물의 대사 활성화가 없다는 것입니다. 그러나이 문제는 설치류에서 준비된 CYP 유도 간 균질 물을 추가함으로써 해결되었습니다.
CYP는 다양한 물질의 대사와 관련된 혈 단백질입니다. 이 수정으로 Ames 테스트에 새로운 기능이 추가되었습니다. 예를 들어, 다양한 CYP 유도 제가 평가되었으며, 이는 이러한 효소가 다양한 유형의 화합물에 의해 유도된다는 것을 보여줍니다.
생물학적 체액의 돌연변이 평가
이 검사는 소변, 혈장 및 혈청 샘플을 사용합니다. 이들은 아미노 약물로부터 생체 내 N- 니트로 소 화합물의 형성을 평가하는 데 유용 할 수 있습니다.
또한 직업적 돌연변이, 흡연 습관 및 환경 오염 물질에 노출 된 인구에 대한 역학 연구에도 유용 할 수 있습니다.
예를 들어, 이러한 테스트는 폐기물에 노출 된 작업자가 수처리 시설에서 일하는 작업자보다 더 높은 수준의 소변 돌연변이를 가지고 있음을 보여줍니다.
또한 장갑을 사용하면 다환 방향족 화합물에 노출 된 파운드리 작업자의 돌연변이 농도가 감소한다는 사실을 입증했습니다.
예를 들어,이 테스트는 비타민 C의 투여가 N- 니트로 소 화합물의 형성을 억제한다는 것을 입증했기 때문에, 소변 돌연변이 연구는 또한 항 돌연변이 원성 평가를위한 유용한 도구입니다.
또한 녹차를 한 달 동안 섭취하면 소변 돌연변이의 농도가 감소한다는 사실을 입증했습니다.
참고 문헌
- BN Ames, J. McCann, E. Yamasaki (1975). 살모넬라 / 포유류-마이크로 좀 변이원성 테스트를 통해 발암 물질 및 돌연변이를 검출하는 방법. 돌연변이 연구 / 환경 돌연변이 유발 및 관련 주제.
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