原养生物是能够产生其生命过程所需的氨基酸的生物或细胞。该术语通常用于特定物质。它与营养缺陷型相反。
该最后一个术语用于定义仅在添加了特定营养素的情况下才能在培养基中生长和繁殖的微生物。就原养生物而言，它可以在没有所述物质的情况下壮成长，因为它能够自行产生。
营养缺陷型和原营养型的简单比较。摘自并编辑：Wikimedia Commons的Akardoust。
例如，在赖氨酸不存在的情况下无法生长的生物或菌株将被称为营养缺陷型赖氨酸。就其本身而言，原养型赖氨酸菌株将独立于培养基中赖氨酸的存在与否而生长和繁殖。
基本上，营养缺陷型菌株丧失了功能性代谢途径，从而使其无法合成对其生命过程至关重要的基本物质。
这种缺陷通常是由于突变引起的。该突变产生无效等位基因，其不具有产生原养生物中存在的物质的生物学能力。
应用领域
生物化学
营养缺陷型遗传标记通常用于分子遗传学中。每个基因都包含编码蛋白质的信息。研究人员George Beadle和Edward Tatum的工作证明了这一点，他们获得了诺贝尔奖。
基因的这种特异性允许绘制生物合成或生化途径。基因的突变导致蛋白质的突变。这样，可以确定正在研究的细菌的营养缺陷型菌株中哪些酶由于突变而功能失调。
确定生物合成途径的另一种方法是使用特定氨基酸的营养缺陷型菌株。在这些情况下，利用菌株对此类氨基酸的需要，可以在培养基中添加蛋白质的非天然氨基酸类似物。
例如，在大肠杆菌营养缺陷型菌株的苯丙氨酸培养物中用苯丙氨酸代替对叠氮基苯丙氨酸。
营养缺陷型标记
编码参与代谢构建分子生物合成途径的酶的基因内的突变在绝大多数酵母遗传实验中用作标记。
突变（营养缺陷）引起的营养缺乏可以通过在生长培养基中提供所需的营养来弥补。
但是，这种补偿不一定是定量的，因为突变会影响各种生理参数并且可以协同作用。
因此，为了消除营养缺陷型标记并减少生理和代谢研究中的偏见，已经进行了研究以获得营养缺陷型菌株。
艾姆斯测试
Ames测试，也称为沙门氏菌诱变测试，由Bruce N. Ames在1970年代开发，用于确定某种化学物质是否为诱变剂。
它基于反向突变或后向突变的原理。它使用了多种对组氨酸营养缺陷型的鼠伤寒沙门氏菌。
化学品引起突变的能力是通过将其应用于含有组氨酸的平板上的细菌来测量的。随后将细菌移至组氨酸贫乏的新斑块中。
如果该物质不是致突变性的，则细菌不会在新菌斑上显示出生长。在另一种情况下，组氨酸营养缺陷型细菌将再次突变为原营养型组氨酸菌株。
原养型细菌鼠伤寒沙门氏菌的培养。摘自：Wikimedia Commons，Sun14916
比较经过处理和未经处理的平板中细菌的生长比例，可以量化化合物对细菌的诱变能力。
细菌中这种可能的诱变作用表明可能在包括人在内的其他生物中引起相同的作用。
据信，能够在细菌DNA中引起突变的化合物也可能能够产生能够引起癌症的突变。
Ames测试的其他应用
新菌株的开发
Ames测试已应用于获得新的细菌菌株。例如，已经开发出缺乏硝基还原酶的菌株。
这些菌株用于研究异种生物代谢和DNA修复系统。它们也可用于评估硝基基团产生活性诱变剂的代谢机制，以及遗传毒性化合物的硝化机制。
抗诱变
Ames测试还被用作研究和分类天然抗突变蛋白的工具。抗突变素是可以减少DNA诱变损伤的化合物，主要是通过改善其修复系统来实现的。
这样，这些化合物避免了癌症发展的初始步骤。自1980年代初期（20世纪）以来，Ames等人进行了研究，以通过富含抗突变体的饮食来评估基因毒素的减少和癌症的风险。
他们观察到饮食中含有高水平的抗突变蛋白的人群罹患胃肠癌的风险较低。
Ames测试已被广泛用于研究各种已知可降低诱变性的植物提取物。这些研究还表明，植物成分并不总是安全的。已经证明许多食用植物具有遗传毒性作用。
还显示出Ames测试可用于检测经常在替代医学中使用的天然化合物的毒性或抗诱变作用。
遗传毒性代谢研究
Ames试验的弱点之一是缺乏基因毒性化合物的代谢活化。但是，此问题已通过添加由啮齿动物制备的CYP诱导的肝匀浆得以解决。
CYP是与多种物质代谢相关的血红蛋白。此修改为Ames测试增加了新功能。例如，已评估了各种CYP诱导剂，表明这些酶是由不同类型的化合物诱导的。
评估生物液体中的诱变剂
这些测试使用尿液，血浆和血清样本。它们可用于评估氨基药物在体内形成N-亚硝基化合物。
它们也可用于对暴露于职业诱变剂，吸烟习惯和环境污染物的人群的流行病学研究。
例如，这些测试表明，与在水处理设施中工作的工人相比，接触废品的工人尿中的诱变剂含量更高。
它也证明了手套的使用会降低暴露于多环芳族化合物的铸造厂中诱变剂的浓度。
尿液诱变剂研究也是抗诱变评估的有价值的工具，因为例如，该测试表明维生素C的施用抑制了N-亚硝基化合物的形成。
这也证明了食用绿茶一个月可以降低尿中诱变剂的浓度。
参考文献
- BN Ames，J。McCann，E。Yamasaki（1975）。沙门氏菌/哺乳动物微粒体诱变试验检测致癌物和诱变剂的方法。突变研究/环境诱变和相关主题。
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