Auxotrophy

図2C 図2Aと2Bの例の情報をまとめ関係付けたテーブルです。

Salmonella Mutagenesis test (Ames test) は、ヒスチジンに従属栄養を持つSalmonella typhimuriumの複数の株を用いて、添加した化学物質に対する従属栄養の特性を観察し、ある化学物質が突然変異を引き起こすことができるかどうかをテストするものである。 化学物質や化合物が引き起こす突然変異は、ヒスチジンを含むプレート上の細菌に適用した後、継続的な成長のために十分なヒスチジンを含まない新しいプレートに細菌を移動させることによって測定されます。 もし、化学物質が細菌のゲノムをヒスチジンに対する従属栄養からヒスチジンに対する原栄養に変異させなければ、細菌は新しいプレートで成長しないことになります。 ですから、新しいプレート上のバクテリアと古いプレート上のバクテリアの比率と、対照群の同じ比率を比較することで、ある物質がどの程度変異原性があるか、つまり、DNAに突然変異を起こす可能性があるかを定量化することができるのです。 化学物質が、観察された復帰率よりも高い突然変異を引き起こせばエームス試験陽性、対照群と同様のものを示せば陰性と判断されます。 従属栄養細菌を必要な代謝産物のない培地に植えた場合、変異して原生栄養に戻る可能性があるので、復帰コロニーの数は普通ですが、少ないことが予想されます。 この可能性は低いので、非常に小さなコロニーしか形成されない。 しかし、変異原性物質を加えると、変異原性物質を加えない場合よりも、復帰菌の数が目に見えて多くなる。 エームス試験は、基本的に、ある物質が細菌のDNAに突然変異を起こす可能性を十分に高め、変異原プレートと対照群プレートの復帰株に定量的な差を生じさせれば、陽性とみなされる。 エイムズ試験が陰性であれば、変異原が復帰者を増加させないことを意味し、陽性であれば、変異原が変異の可能性を増加させることを意味する。 このような細菌に対する変異原性効果は、人間のような大きな生物に対する同じ効果の指標となり得るものとして研究されている。 もし、変異原の存在下でバクテリアのDNAに突然変異が起こるならば、より大きな生物にも同じ効果が起こり、癌を引き起こすだろうと考えられています。 エームス試験が陰性であれば、その物質が変異原ではなく、生物に腫瘍を形成させないことを示唆していると考えられる。 しかし、エームス試験で陽性となった化学物質のうち、より大きな生物で試験した場合に取るに足らないとされたものはごくわずかで、細菌に対するエームス試験陽性は、依然として大きな生物におけるがんの発現と決定的な関連を持つものではありません。 生物、人間、動物などの腫瘍の決定要因になる可能性はあるが、結論を出すにはより多くの研究を完了する必要がある。

Auxotrophy-based methods to incorporate unnatural amino acids into proteins and proteomesEdit

形状、サイズ、化学特性において正規の対応物に似ている多数の不自然なアミノ酸は、補助栄養発現ホストによって組み換えタンパク質に導入される。 例えば、メチオニン（Met）やトリプトファン（Trp）を補助栄養源とする大腸菌は、定められた最小限の培地で培養することが可能である。 この実験セットアップでは、標準的なTrpおよびMet残基が異なる培地添加の関連アナログで完全に置換された組換えタンパク質を発現させることが可能である。 この方法論は、DNA レベルでのコドン操作（例えばオリゴヌクレオチド指向性突然変異誘発）ではなく、効率的な選択圧のもとでのタンパク質翻訳レベルでのコドン再配置によって行われる、新しい形のタンパク質工学につながるものである。 そのため、この方法は選択圧入（SPI）と呼ばれている。

これまでに研究された生物は、カノニカルアミノ酸20個以外のアミノ酸をコードしておらず、さらに2個のカノニカルアミノ酸（セレノシステイン、ピロリジン）は翻訳終結シグナルの再コード化によってタンパク質に挿入されている。 この境界は、代謝的に安定な従属栄養微生物株を実験室で適応的に進化させることで越えることができる。 例えば、トリプトファンの唯一の代替物として非天然アミノ酸であるチエノピロリル）アラニンのみで生存できる大腸菌を進化させる試みは、2015年に初めて明確に成功した＜5784＞。