Мутагены: факторы, вызывающие генетические мутации.

Введение

Физический или химический агент, повышающий скорость генетических мутаций.

В генетике мутаген – это физический или химический агент, который необратимо изменяет генетический материал, обычно ДНК, в организме и тем самым увеличивает частоту мутаций выше естественного фонового уровня. Поскольку многие мутации могут вызывать рак у животных, такие мутагены могут быть канцерогенами, хотя не все они обязательно таковыми являются. Все мутагены имеют характерные мутационные профили, при этом некоторые химические вещества становятся мутагенными в результате клеточных процессов. Процесс изменения ДНК называется мутагенезом. Не все мутации вызваны мутагенами: так называемые "спонтанные мутации" возникают вследствие спонтанного гидролиза, ошибок при репликации, репарации и рекомбинации ДНК.

Открытие

Первыми мутагенами, которые были идентифицированы, были канцерогены – вещества, показавшие связь с раком. Опухоли описывались более чем за 2000 лет до открытия хромосом и ДНК; в 500 г. до н.э. греческий врач Гиппократ назвал опухоли, напоминающие краба, *karkinos* (от которого слово "рак" происходит через латинский язык), что означает "краб". В 1567 году швейцарский врач Парацельс предположил, что неустановленное вещество в добываемой руде (в настоящее время идентифицированное как газ радон) вызывало у шахтеров истощающее заболевание, а в Англии, в 1761 году, Джон Хилл впервые установил прямую связь между раком и химическими веществами, отметив, что чрезмерное употребление нюхательного табака может вызывать рак носа. В 1775 году сэр Персиваль Потт опубликовал работу о высокой заболеваемости раком мошонки среди сажеметов и предположил, что причиной рака мошонки является сажа. В 1915 году Ямагава и Ичикава показали, что повторное нанесение каменноугольной смолы на уши кроликов вызывало злокачественные опухоли. Впоследствии, в 1930-х годах, канцерогенный компонент в каменноугольной смоле был идентифицирован как полиароматический углеводород (ПАУ) – бензо[а]пирен. Полиароматические углеводороды также присутствуют в саже, которую более 150 лет назад предполагали как фактор, вызывающий рак. Связь между воздействием радиации и раком была отмечена еще в 1902 году, через шесть лет после открытия рентгеновских лучей Вильгельмом Рентгеном и радиоактивности Анри Беккерелем. Георгий Надсон и Герман Филиппов первыми создали мутанты грибов под воздействием ионизирующего излучения в 1925 году. Мутагенные свойства мутагенов были впервые продемонстрированы в 1927 году, когда Герман Мюллер обнаружил, что рентгеновские лучи могут вызывать генетические мутации у плодовых мух, приводя к появлению фенотипических мутантов, а также наблюдаемым изменениям в хромосомах, видимым благодаря наличию увеличенных "политенных" хромосом в слюнных железах плодовых мух. Его коллега Эдгар Алтенбург также продемонстрировал мутагенный эффект ультрафиолетового излучения в 1928 году. Мюллер продолжил использовать рентгеновские лучи для создания мутантов *Drosophila*, которые он использовал в своих генетических исследованиях. Он также обнаружил, что рентгеновские лучи не только мутируют гены у плодовых мух, аналогичная работа Льюиса Штадлера также показала мутагенное воздействие рентгеновских лучей на ячмень в 1928 году и ультрафиолетового (УФ) излучения на кукурузу в 1936 году. Влияние солнечного света было отмечено еще в XIX веке, когда было установлено, что сельские работники и моряки более склонны к раку кожи. Химические мутагены не были показаны как вызывающие мутации до 1940-х годов, когда Шарлотта Ауэрбах и Дж. М. Робсон обнаружили, что иприт может вызывать мутации у плодовых мух. С тех пор было идентифицировано большое количество химических мутагенов, особенно после разработки теста Эймса в 1970-х годах Брюсом Эймсом, который позволяет выявлять мутагены и проводить предварительную идентификацию канцерогенов. Ранние исследования Эймса показали, что около 90% известных канцерогенов можно идентифицировать в тесте Эймса как мутагенные (последующие исследования, однако, дали более низкие показатели).

The first mutagens to be identified were carcinogens, substances that were shown to be linked to cancer. Tumors were described more than 2,000 years before the discovery of chromosomes and DNA; in 500 B. C., the Greek physician Hippocrates named tumors resembling a crab karkinos (from which the word "cancer" is derived via Latin), meaning crab. In 1567, Swiss physician Paracelsus suggested that an unidentified substance in mined ore (identified as radon gas in modern times) caused a wasting disease in miners, and in England, in 1761, John Hill made the first direct link of cancer to chemical substances by noting that excessive use of snuff may cause nasal cancer. In 1775, Sir Percivall Pott wrote a paper on the high incidence of scrotal cancer in chimney sweeps, and suggested chimney soot as the cause of scrotal cancer. In 1915, Yamagawa and Ichikawa showed that repeated application of coal tar to rabbit's ears produced malignant cancer. Subsequently, in the 1930s the carcinogen component in coal tar was identified as a polyaromatic hydrocarbon (PAH), benzo[a]pyrene. Polyaromatic hydrocarbons are also present in soot, which was suggested to be a causative agent of cancer over 150 years earlier. The association of exposure to radiation and cancer had been observed as early as 1902, six years after the discovery of X ray by Wilhelm Röntgen and radioactivity by Henri Becquerel. Georgii Nadson and German Filippov were the first who created fungi mutants under ionizing radiation in 1925. The mutagenic property of mutagens was first demonstrated in 1927, when Hermann Muller discovered that x rays can cause genetic mutations in fruit flies, producing phenotypic mutants as well as observable changes to the chromosomes, visible due to the presence of enlarged "polytene" chromosomes in fruit fly salivary glands. His collaborator Edgar Altenburg also demonstrated the mutational effect of UV radiation in 1928. Muller went on to use x rays to create Drosophila mutants that he used in his studies of genetics. He also found that X rays not only mutate genes in fruit flies, Similar work by Lewis Stadler also showed the mutational effect of X rays on barley in 1928, and ultraviolet (UV) radiation on maize in 1936. The effect of sunlight had previously been noted in the nineteenth century where rural outdoor workers and sailors were found to be more prone to skin cancer. Chemical mutagens were not demonstrated to cause mutation until the 1940s, when Charlotte Auerbach and J. M. Robson found that mustard gas can cause mutations in fruit flies. A large number of chemical mutagens have since been identified, especially after the development of the Ames test in the 1970s by Bruce Ames that screens for mutagens and allows for preliminary identification of carcinogens. Early studies by Ames showed around 90% of known carcinogens can be identified in Ames test as mutagenic (later studies however gave lower figures),

Различие между мутагенными и канцерогенными веществами

Мутагены не обязательно являются канцерогенами, и наоборот. Например, азид натрия может быть мутагенным (и высокотоксичным), но канцерогенным он не был признан. В то же время, существуют соединения, которые сами по себе не являются мутагенными, но стимулируют рост клеток, что может снизить эффективность репарации ДНК и косвенно повысить вероятность мутаций, а следовательно, и риск развития рака. Примером может служить анаболические стероиды, которые стимулируют рост предстательной железы и увеличивают риск развития рака предстательной железы, среди прочих. Другие канцерогены могут вызывать рак различными механизмами, не вызывая мутаций, такими как промоция опухолей, иммуносупрессия, снижающая способность организма бороться с раковыми клетками или патогенами, вызывающими рак, нарушение работы эндокринной системы (например, при раке молочной железы), тканеспецифическая токсичность и воспаление (например, при колоректальном раке).

Различие между мутагенами и агентами, повреждающими ДНК

Агент, повреждающий ДНК, – это вещество, вызывающее изменение структуры ДНК, которое само не реплицируется при репликации ДНК. Примеры повреждений ДНК включают химическое присоединение или нарушение нуклеотидного основания в ДНК (что приводит к образованию аномального нуклеотида или фрагмента нуклеотида) или разрыв одной или обеих цепей ДНК. При репликации двухцепочечной ДНК, содержащей поврежденное основание, в вновь синтезированную цепь может быть встроено неправильное основание напротив поврежденного основания в комплементарной матричной цепи, что может привести к мутации в следующем раунде репликации. Также разрыв двойной цепи ДНК может быть восстановлен неточным способом, приводящим к изменению пары оснований, то есть к мутации. Однако мутации и повреждения ДНК различаются принципиально: мутации, в принципе, могут реплицироваться при репликации ДНК, в то время как повреждения ДНК не реплицируются. Таким образом, агенты, повреждающие ДНК, часто вызывают мутации как вторичное следствие, но не все повреждения ДНК приводят к мутациям, и не все мутации возникают в результате повреждения ДНК. Разные мутагены по-разному воздействуют на ДНК. Сильные мутагены могут вызывать хромосомную нестабильность, приводя к хромосомным разрывам и перестройке хромосом, таким как транслокация, делеция и инверсия. Такие мутагены называются кластогенами. Мутагены также могут изменять последовательность ДНК; изменения в последовательности нуклеиновых кислот, вызванные мутациями, включают замещение нуклеотидных пар оснований, а также вставки и удаления одного или нескольких нуклеотидов в последовательности ДНК. Хотя некоторые из этих мутаций летальны или вызывают серьезные заболевания, многие из них оказывают незначительное влияние, поскольку не приводят к изменениям аминокислотных остатков, существенно влияющим на структуру и функцию белков. Многие мутации являются молчаливыми, не вызывая видимых эффектов, либо потому, что они происходят в некодирующих или нефункциональных последовательностях, либо не изменяют аминокислотную последовательность из-за вырожденности кодонов. Некоторые мутагены могут вызывать анеуплоидию и изменять число хромосом в клетке. Они известны как анеуплоидогены. В тесте Эймса, где используются различные концентрации химического вещества, полученная кривая «доза-ответ» почти всегда линейна, что позволяет предположить отсутствие порога мутагенеза. Аналогичные результаты получены и в исследованиях с использованием радиации, что указывает на отсутствие безопасного порога для мутагенов. Однако модель отсутствия порога оспаривается, и некоторые утверждают, что порог мутагенеза зависит от скорости дозы.

A DNA damaging agent is an agent that causes a change in the structure of DNA that is not itself replicated when the DNA is replicated. Examples of DNA damage include a chemical addition or disruption of a nucleotide base in DNA (generating an abnormal nucleotide or nucleotide fragment), or a break in one or both strands in DNA. When duplex DNA containing a damaged base is replicated, an incorrect base may be inserted in the newly synthesized strand opposite the damaged base in the complementary template strand, and this can become a mutation in the next round of replication. Also a DNA double strand break may be repaired by an inaccurate process leading to an altered base pair, a mutation. However, mutations and DNA damages differ in a fundamental way: mutations can, in principle, be replicated when DNA replicates, whereas DNA damages are not replicated. Thus DNA damaging agents often cause mutations as a secondary consequence, but not all DNA damages lead to mutation and not all mutations arise from a DNA damage. Different mutagens act on DNA differently. Powerful mutagens may result in chromosomal instability, causing chromosomal breakages and rearrangement of the chromosomes such as translocation, deletion, and inversion. Such mutagens are called clastogens. Mutagens may also modify the DNA sequence; the changes in nucleic acid sequences by mutations include substitution of nucleotide base pairs and insertions and deletions of one or more nucleotides in DNA sequences. Although some of these mutations are lethal or cause serious disease, many have minor effects as they do not result in residue changes that have significant effect on the structure and function of the proteins. Many mutations are silent mutations, causing no visible effects at all, either because they occur in non coding or non functional sequences, or they do not change the amino acid sequence due to the redundancy of codons. Some mutagens can cause aneuploidy and change the number of chromosomes in the cell. They are known as aneuploidogens. In Ames test, where the varying concentrations of the chemical are used in the test, the dose response curve obtained is nearly always linear, suggesting that there may be no threshold for mutagenesis. Similar results are also obtained in studies with radiations, indicating that there may be no safe threshold for mutagens. However, the no threshold model is disputed with some arguing for a dose rate dependent threshold for mutagenesis.

Типы

Мутагены могут быть физической, химической или биологической природы. Они могут действовать непосредственно на ДНК, вызывая прямое повреждение ДНК, и чаще всего приводят к ошибкам репликации. Однако некоторые могут воздействовать на механизм репликации и разделение хромосом. Многие мутагены сами по себе не обладают мутагенными свойствами, но могут образовывать мутагенные метаболиты в ходе клеточных процессов, например, благодаря активности системы цитохрома P450 и других оксигеназ, таких как циклооксигеназа. Такие мутагены называются промутагенами.

Физические мутагены

Ионизирующее излучение, такое как рентгеновские лучи, гамма-лучи и альфа-частицы, вызывает разрывы ДНК и другие повреждения. Наиболее распространенными лабораторными источниками являются кобальт-60 и цезий-137. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны более 260 нм сильно поглощается азотистыми основаниями, образуя пиримидиновые димеры, которые могут приводить к ошибкам при репликации, если не будут устранены. Радиоактивный распад, например, распад углерода-14 в ДНК до азота.

Химические мутагены

Химические мутагены повреждают ДНК напрямую или опосредованно. Исходя из этого, они делятся на два типа:

Базовые аналоги

Аналог нуклеотидного основания, который может замещать основания ДНК в процессе репликации и вызывать транзиционные мутации. Примеры включают 5-бромурацил и 2-аминопурин.

Межрезервные агенты

Интеркалирующие агенты, такие как бромид этидия и профлавин, – это молекулы, способные внедряться между основаниями в ДНК, вызывая мутации со сдвигом рамки считывания при репликации. Некоторые из них, например, донорубицин, могут блокировать транскрипцию и репликацию, что делает их высокотоксичными для пролиферирующих клеток.

Металлы

Многие металлы, такие как мышьяк, кадмий, хром, никель и их соединения, могут обладать мутагенными свойствами, однако они могут действовать посредством различных механизмов. Мышьяк, хром, железо и никель могут быть связаны с образованием активных форм кислорода (АФК), и некоторые из них также могут нарушать точность репликации ДНК. Никель также может быть связан с гиперметилированием ДНК и дезацетилированием гистонов, а некоторые металлы, такие как кобальт, мышьяк, никель и кадмий, могут влиять на процессы репарации ДНК, включая репарацию неспаренных оснований, а также репарацию оснований и нуклеотидов.

Биологические агенты

Транспозоны – это участок ДНК, который подвергается автономной релокации/размножению фрагментов. Их встраивание в хромосомную ДНК нарушает функционирование генов. Онковирусы – ДНК вируса может быть встроена в геном и нарушать генетические функции. Инфекционные агенты были предложены как причина рака еще в 1908 году Вильгельмом Эллерманом и Олуфом Бангом, а в 1911 году Пейтоном Роусом, который открыл вирус саркомы Роуса. Бактерии – некоторые бактерии, такие как Helicobacter pylori, вызывают воспаление, в процессе которого образуются активные формы кислорода, вызывающие повреждение ДНК и снижающие эффективность систем репарации ДНК, тем самым повышая частоту мутаций.

Защита

Антиоксиданты – важная группа противораковых соединений, которые могут способствовать удалению активных форм кислорода (ROS) или потенциально вредных химических веществ. Они содержатся в натуральном виде во фруктах и овощах. Примерами антиоксидантов являются витамин А и его предшественники – каротиноиды, витамин С, витамин Е, полифенолы и различные другие соединения. β-Каротин – это красно-оранжевый пигмент, содержащийся в овощах, таких как морковь и помидоры. Витамин С может предотвращать некоторые виды рака, ингибируя образование мутагенных N-нитрозосоединений (нитрозаминов). Флавоноиды, такие как EGCG в зеленом чае, также показали себя эффективными антиоксидантами и могут обладать противораковыми свойствами. Эпидемиологические исследования указывают на то, что диета, богатая фруктами и овощами, связана с более низкой заболеваемостью некоторыми видами рака и большей продолжительностью жизни.

Другие химические вещества могут снижать мутагенез или предотвращать рак посредством других механизмов, хотя для некоторых точный механизм их защитного действия может быть не установлен. Селен, присутствующий в овощах в виде микроэлемента, является компонентом важных антиоксидантных ферментов, таких как глутатионпероксидаза. Многие фитонутриенты способны противодействовать действию мутагенов; например, сульфорафан, содержащийся в овощах, таких как брокколи, оказывает защитное действие при раке предстательной железы. К другим веществам, которые могут быть эффективны против рака, относятся индол-3-карбинол из крестоцветных овощей и ресвератрол из красного вина. Эффективной мерой предосторожности, которую человек может предпринять для защиты своего здоровья, является ограничение воздействия мутагенов, таких как ультрафиолетовое излучение и табачный дым. В Австралии, где люди со светлой кожей часто подвергаются воздействию интенсивного солнечного света, меланома является наиболее распространенным видом рака, диагностируемым у людей в возрасте от 15 до 44 лет. В 1981 году эпидемиологический анализ, проведенный Ричардом Доллом и Ричардом Пето, показал, что курение является причиной 30% случаев рака в США. Считается, что диета также вызывает значительное количество случаев рака, и по оценкам, около 32% смертей от рака можно было бы избежать путем изменения рациона питания. Мутагены, обнаруженные в пищевых продуктах, включают микотоксины, образующиеся в пище, загрязненной грибками, такие как афлатоксины, которые могут присутствовать в загрязненном арахисе и кукурузе; гетероциклические амины, образующиеся в мясе при приготовлении при высоких температурах; полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) в обжаренном мясе и копченой рыбе, а также в маслах, жирах, хлебе и злаках; и нитрозамины, образующиеся из нитритов, используемых в качестве консервантов в мясных продуктах, таких как бекон (аскорбат, добавляемый в мясные продукты, однако, снижает образование нитрозаминов). Чрезмерное употребление алкоголя также связано с раком; возможные механизмы его канцерогенности включают образование потенциального мутагена – ацетальдегида, и индукцию системы цитохрома P450, которая, как известно, производит мутагенные соединения из промутагенов. Для контроля определенных мутагенов, таких как опасные химические вещества и радиоактивные материалы, а также инфекционные агенты, вызывающие рак, необходимы государственное законодательство и регулирующие органы.

Other chemicals may reduce mutagenesis or prevent cancer via other mechanisms, although for some the precise mechanism for their protective property may not be certain. Selenium, which is present as a micronutrient in vegetables, is a component of important antioxidant enzymes such as gluthathione peroxidase. Many phytonutrients may counter the effect of mutagens; for example, sulforaphane in vegetables such as broccoli has been shown to be protective against prostate cancer. Others that may be effective against cancer include indole 3 carbinol from cruciferous vegetables and resveratrol from red wine. An effective precautionary measure an individual can undertake to protect themselves is by limiting exposure to mutagens such as UV radiations and tobacco smoke. In Australia, where people with pale skin are often exposed to strong sunlight, melanoma is the most common cancer diagnosed in people aged 15–44 years. In 1981, human epidemiological analysis by Richard Doll and Richard Peto indicated that smoking caused 30% of cancers in the US. Diet is also thought to cause a significant number of cancer, and it has been estimated that around 32% of cancer deaths may be avoidable by modification to the diet. Mutagens identified in food include mycotoxins from food contaminated with fungal growths, such as aflatoxins which may be present in contaminated peanuts and corn; heterocyclic amines generated in meat when cooked at high temperature; PAHs in charred meat and smoked fish, as well as in oils, fats, bread, and cereal; and nitrosamines generated from nitrites used as food preservatives in cured meat such as bacon (ascorbate, which is added to cured meat, however, reduces nitrosamine formation). Excessive alcohol consumption has also been linked to cancer; the possible mechanisms for its carcinogenicity include formation of the possible mutagen acetaldehyde, and the induction of the cytochrome P450 system which is known to produce mutagenic compounds from promutagens. For certain mutagens, such as dangerous chemicals and radioactive materials, as well as infectious agents known to cause cancer, government legislations and regulatory bodies are necessary for their control.

Системы испытаний

Разработано множество различных систем для выявления мутагенов. Системы на животных могут точнее отражать метаболизм человека, однако они дорогостоящие и занимают много времени (на их завершение может потребоваться около трех лет), поэтому они не используются для первичного скрининга на мутагенность или канцерогенность.

Бактериальные

Тест Эймса – Это наиболее часто используемый тест, в котором используются штаммы *Salmonella typhimurium* с дефицитом биосинтеза гистидина. Тест выявляет мутанты, способные вернуться к дикому типу. Это простой, недорогой и удобный первичный скрининг на мутагенность. Устойчивость к 8-азагуанину у *S. typhimurium* – Аналогично тесту Эймса, но вместо обратной мутации он выявляет прямую мутацию, обеспечивающую устойчивость к 8-азагуанину в штамме, ревертировавшем по гистидину. Системы *Escherichia coli* – Системы для выявления как прямых, так и обратных мутаций были модифицированы для использования в *E. coli*. Для выявления обратных мутаций используется мутант с дефицитом триптофана, а для выявления прямых мутаций может использоваться способность к утилизации галактозы или устойчивость к 5-метилтриптофану. Репарация ДНК – Штаммы *E. coli* и *Bacillus subtilis* с дефектами в системе репарации ДНК могут использоваться для выявления мутагенов по их влиянию на рост этих клеток, вызванному повреждением ДНК.

Дрожжи

Системы, аналогичные тесту Эймса, были разработаны на основе дрожжей. Чаще всего используется Saccharomyces cerevisiae. Эти системы позволяют выявлять прямые и обратные мутации, а также рекомбинационные события.

Дрозофила

В этом тесте используются самцы из штамма с желтым окрасом тела. Ген, определяющий желтый окрас, расположен на Х-хромосоме. Плодовых мушек кормят диетой, содержащей тестируемое химическое вещество, а потомство разделяют по полу. Выживших самцов скрещивают с самками того же поколения, и если во втором поколении не обнаруживается самцов с желтым окрасом тела, это свидетельствует о наличии летальной мутации на Х-хромосоме.

Анализы на растениях

Такие растения, как Zea mays, Arabidopsis thaliana и Tradescantia, использовались в различных тестах для оценки мутагенности химических веществ.

Анализ клеточной культуры

Для тестирования на мутагенность могут использоваться линии клеток млекопитающих, такие как клетки V79 китайского хомяка, клетки яичника китайского хомяка (CHO) или клетки лимфомы мыши. К таким системам относятся тест HPRT на устойчивость к 8-азагуанину или 6-тиогуанину, а также тест на устойчивость к оуабаину (OUA). Первичные гепатоциты крысы также могут быть использованы для измерения репарации ДНК после повреждения ДНК. Мутагены могут стимулировать нерегулярный (внеплановый) синтез ДНК, что приводит к увеличению количества окрашенного ядерного материала в клетках после воздействия мутагенов.

Системы хромосомной проверки

Эти системы выявляют масштабные изменения в хромосомах и могут применяться в клеточных культурах или при тестировании на животных. Хромосомы окрашиваются и исследуются на предмет каких-либо изменений. Обмен сестринскими хроматидами – это симметричный обмен генетическим материалом между сестринскими хроматидами, который может быть связан с мутагенным или канцерогенным потенциалом химического вещества. В тесте на микроядра клетки исследуются на наличие микроядер – фрагментов или хромосом, оставшихся после анафазы, что делает этот тест способом выявления кластогенных агентов, вызывающих повреждения хромосом. Другие тесты могут выявлять различные хромосомные аберрации, такие как хроматидные и хромосомные разрывы и делеции, транслокации и изменение числа хромосом (плоидность).

Системы испытаний на животных

Грызунов обычно используют в экспериментах на животных. Исследуемые химические вещества обычно вводятся с кормом и питьевой водой, но иногда – через кожу, путем зондирования желудка, ингаляционно, и исследования проводятся на протяжении большей части жизни грызуна. В тестах на выявление канцерогенов сначала определяется максимально переносимая доза, затем ряд доз вводится примерно 50 животным в течение двух лет – предполагаемой продолжительности их жизни. После смерти животных исследуют на наличие опухолей. Однако различия в метаболизме крыс и человека означают, что реакция человека на мутагены может отличаться, а дозы, вызывающие опухоли в экспериментах на животных, могут быть неоправданно высокими для человека, то есть эквивалентное количество, необходимое для возникновения опухолей у человека, может значительно превышать уровни воздействия в реальной жизни. Для выявления мутагенов также могут использоваться мыши с рецессивными мутациями, проявляющимися в видимом фенотипе. Самки с рецессивной мутацией, скрещенные с самцами дикого типа, дадут потомство с фенотипом дикого типа, и любое наблюдаемое изменение фенотипа будет свидетельствовать о том, что мутаген вызвал мутацию. Мыши также могут использоваться в доминантных летальных тестах, где регистрируется ранняя гибель эмбрионов. Самцов мышей обрабатывают исследуемыми химическими веществами, спаривают с самками, после чего самок подвергают эвтаназии до родов и подсчитывают количество погибших плодов в маточных рогах. Трансгенный мышиный тест с использованием штамма мышей, инфицированного вирусным транспортером, является еще одним методом тестирования мутагенов. Сначала животных обрабатывают предполагаемым мутагеном, затем выделяют ДНК мыши, восстанавливают фаговый сегмент и используют его для заражения E. coli. Используя метод, аналогичный «синему-белому скринингу», бляшки, образованные ДНК, содержащей мутацию, будут белыми, а бляшки, образованные ДНК без мутации – синими.

В противоопухолевой терапии

Многие мутагены высокотоксичны для пролиферирующих клеток и часто используются для уничтожения раковых клеток. В химиотерапии могут применяться алкилирующие агенты, такие как циклофосфамид и цисплатин, а также интеркалирующие агенты, такие как даунорубицин и доксорубицин. Однако, из-за их воздействия на другие быстро делящиеся клетки, они могут вызывать побочные эффекты, такие как выпадение волос и тошнота. Исследования, направленные на разработку более точных методов терапии, могут снизить подобные побочные эффекты. Ионизирующее излучение используется в лучевой терапии.

В художественной литературе

В научной фантастике мутагены часто изображаются как вещества, способные полностью изменить облик носителя или наделить его сверхспособностями. Мощное излучение является причиной мутации супергероев в комиксах Marvel – «Фантастической четвёрки», «Сорвиголовы» и «Халка», а во франшизе «Черепашки-ниндзя» мутагеном выступает химический агент, также известный как «слизь», а для Нелюдей – Терригенный туман. Мутагены также фигурируют в видеоиграх, таких как Cyberia, System Shock, The Witcher, Metroid Prime: Trilogy, Resistance: Fall of Man, Resident Evil, Infamous, Freedom Force, Command & Conquer, Gears of War 3, StarCraft, BioShock, Fallout, Underrail и Maneater. В фильмах о «ядерных монстрах» 1950-х годов ядерное излучение мутирует людей и обычных насекомых, зачастую до гигантских размеров и с повышенной агрессивностью; к таким фильмам относятся «Годзилла», «Them!», «Нападение 50-футовой женщины», «Тарантул!» и «Удивительный колоссальный человек».