Phần lớn các dòng động vật chuyển gen sử dụng trong chất độc học để thử nghiệm các chất gây đột biến và các chất gây ung thư. Trong trường hợp các chất gây đột biến, các phương pháp phát hiện các đột biến gen hiện nay được giới hạn chủ yếu in vitro. Các phương pháp in vitro phần lớn liên quan đến việc phân tích sự tổn thương nhiễm sắc thể trong một loại mô riêng biệt đối với tác động gây đột biến. Lý do căn bản đối với việc sử dụng động vật chuyển gen là để phát triển một xét nghiệm phát hiện chất gây đột biến in vivo trong một loạt các loại mô khác nhau, kể cả các tế bào mầm.
Thử nghiệm các chất gây đột biến
Các mô hình chuột chuyển gen có giá trị thương mại bao gồm chuột Mutamouse và Big Blue chứa gen chuyển lacZ và lacI của E.coli một cách tương ứng. Các gen chuyển này được tạo dòng trong vector phage và chúng đã tích hợp vào trong genome của chuột. Theo cách xử lý chuột chuyển gen với một thử nghiệm hoá học, vector phage đã tích hợp được tách khỏi DNA genome bằng việc đóng gói in vitro. Phage đột biến với các gen lac đã phân huỷ được nhận ra nhờ khả năng sinh trưởng của chúng trên các dòng tế bào chủ E.coli dễ bị tổn thương và nhờ màu của các đĩa phân giải.
Các tác nhân là các chất gây đột biến mạnh được phát hiện với mức chính xác cao nhưng khả năng của các xét nghiệm này để phát hiện đúng các chất không gây ung thư đòi hỏi cần phải tiếp tục nghiên cứu. Ngoài ra, khó có thể phát hiện các chất gây nên các đột biến mất đoạn lớn. Dựa vào thực tế là chỉ các đoạn DNA có chiều dài đặc trưng được đóng gói là có hiệu quả vì vậy các đột biến mất đoạn lớn hoặc thêm đoạn sẽ chắc chắn không được phát hiện. Ðể khắc phục vấn đề này, chuột chuyển gen đã được tạo ra mang một plasmid với hệ thống lacZ, trong đó các đột biến mất đoạn lớn có thể được phát hiện (Gossen, 1995).
Thử nghiệm các chất gây ung thư
Xét nghiệm sinh học thường sử dụng một lượng lớn động vật (400-500 con cho một chất) và dễ tạo ra số liệu không chính xác ở liều cao. Nguyên lý sử dụng cơ bản động vật chuyển gen cho việc thử nghiệm các chất gây ung thư là sự có mặt của một gen chuyển thích hợp sẽ không trực tiếp gây ra khối u nhưng sẽ cho thấy một bẩm chất dễ mắc bệnh cao với chất gây ung thư. Vì sự xuất hiện một dòng ác tính yêu cầu một số thay đổi di truyền thêm vào các tế bào đã nhiễm, thời gian cần thiết cho điều này xảy ra được rút ngắn. Bẩm chất dễ mắc bệnh với chất gây ung thư này đã dẫn đến tình trạng ung thư mà không tăng tốc độ xảy ra, nó không chỉ cho phép sự thử nghiệm chất gây ung thư ít tốn thời gian hơn mà còn làm giảm số lượng động vật yêu cầu khi xét nghiệm.
Ba dòng chuột chuyển gen khác nhau đã được tạo ra cho việc thử nghiệm các chất gây ung thư:
-Chuột chuyển gen Eµ-pim-1 mang gen ung thư đã hoạt hoá pim-1 (gen này có tốc độ gây ra khối u tự phát thấp và xuất hiện rất nhạy với chất gây ung thư ).
-Chuột chuyển gen mang một gen ung thư đã hoạt hoá (v-H-ras, c-H-ras) hoặc một gen ức chế khối u bất hoạt (p53).
-Chuột chuyển gen với gen sửa đổi DNA đã bất hoạt (XPA).
Tuy nhiên, động vật chuyển gen mang bệnh ung thư riêng lẻ kết hợp với các đột biến có thể cung cấp những thông tin sai lạc. Trong các tế bào động vật gặm nhấm, các đột
biến riêng lẻ có thể dẫn đến một kiểu hình thay đổi nhưng không đủ để gây ra sự thay đổi hoàn toàn của các tế bào người. Do đó các mô hình động vật chuyển gen có thể quá nhạy cảm với các chất gây ung thư thêm vào và vì vậy đánh giá quá cao sự rủi ro của con người đối với bệnh này.