环境中无论是天然的,还是人类后天合成的毒性化学物质都有可能破坏生物DNA,他们在细胞内的累计可导致细胞坏死或者造成癌症(Friedberg, E.C. et al. 1995),遗传毒性化学物的检测对于环境保护及癌症预防意义重大。基于酵母DNA损伤转录响应所建立的遗传毒性检测系统(Walmsley et al.1997, Afanassiev et al. 2000, Jia, X. et al. 2002)具有如下优势:该检测系统即具有真核生物的特点,又具有原核生物细菌易于培养和基因操作的特点,能够检测不同类型的遗传毒性化学物。但由于酵母细胞的通透性问题,以及过于简单的代谢活化系统,阻碍了该检测系统的实际应用。为了使酵母检测系统更加适用于环境检测,需要进一步提高其检测灵敏度,扩大其检测范围,我们在以下两方面尝试对该系统进行了遗传改造:1、提高酵母细胞的通透性:本实验中我们采用PCR法从质粒pBlue-Kan及酿酒酵母染色体上构建了两端带有酿酒酵母ERG 6基因同源序列的具有G418抗性的外源基因片段。将构建的外源基因片段导入酿酒酵母AD1-8内,外源基因片段通过同源重组而整合于酿酒酵母染色体,破坏酿酒酵母ERG 6基因从而得到基因敲除菌株AD1-8-δ。结果显示失活编码甾醇C-24甲基转移酶的ERG 6基因可以明显提高酵母细胞壁的通透性,提高酵母检测系统对遗传毒性化学物的灵敏度。2、选择敏感性较强的DNA损伤诱导启动子与感应系统:本实验选择RNR2启动子作为DNA损伤诱导启动子,并将LexA酵母双杂交系统引入至遗传毒性的检测中。实验表明在ERG 6缺失突变体中,大部分毒性物质的诱导表达活性有所提高,说明ERG 6的缺失加大了酵母细胞膜的通透性,使检测系统灵敏性提高。总之,我们通过不同生物学途径的改造显著提高了酵母遗传毒性检测系统的灵敏度,为该检测系统及其它类似检测系统的实际应用提供了更多的实验基础。我们的研究也为研究真核生物细胞对DNA损伤的反应机制提供了一些启示。