통상적으로 단일 화합물의 암유발능력을 실험동물을 이용해 평가하려면 몇 년에 걸쳐 백만 달러 정도가 소요됩니다. 주변 환경에 수천 가지의 화학물질이 있다고 가정하면, 동물실험은 그 자체만으로는 우리가 노출시킨 물질에 의한 잠재적인 위험도를 평가할 수 있는 실용적인 접근법이 되지 못합니다. 동물실험보다 더 신속하며 비용이 적게 드는 시험법을 고안하기 위한 노력으로, 과학자들은 종양형성을 모니터링하는 복잡함을 대체할 암유발물질의 특성을 찾아왔습니다. 이러한 생각에 바탕을 둔 가장 성공적인 실험은 1950년쯤에 제안되었습니다. 발암물질이 돌연빈이원으로 작용하여, DNA 염기서열을 바꾸며 돌연변이를 유발함으로써 암을 유발시키는 성질을 이용한 것입니다. 이런 가정은 1900년대 초반에 x-선이 동물에게 암뿐만 아니라 돌연변이를 유발한다는 관찰 결과로부터 제기되었습니다. 1940년대 후반에 특정 화학물질이 동물에서 돌연변이와 암 모두를 유발한다는 것도 보고되었습니다.
1950년에 발암물질이 돌연변이를 유발함으로써 작용한다는 제안이 처음 제시되어쓸 때 그것은 상당히 불확실해 보였습니다. 아무도 다른 화학물질의 돌연변이 가능성을 암유발능력과 체계적으로 비교해보지 않았기 때문입니다. 이러한 정보의 필요성으로 에임즈는 화학물질의 돌연변이 능력을 측정할 수 있는 간단하고 빠른 실험적 방법을 고안했습니다. 이 시험법은 그의 이름을 따서 에임즈 시험법(Ames test)라 불리며, 배양 시 빠른 시간 내에 엄청난 수로 번식할 수 있는 박테리아를 이용합니다. 에임즈 시험법에 사용되는 박테리아는 히스티딘 아미노산의 합성능력이 결핍된 특정 계열을 사용했습니다. 박테리아는 히스티딘이 없는 배지에 의심가는 돌연변이원 화학물질과 함께 처리합니다. 정상적인 조건에서 이 박테리아는 히스티딘이 없는 상태에서 자랄 수 없습니다. 그러나 어떤 화학물질이 돌연변이 유발인자라면, 이는 무작위적ㄷ인 돌연변이 박테리아를 유발해낼 것이고, 그중 몇몇 히스티딘을 합성하는 능력을 회복시킬 수도 있습니다. 이런 돌연변이성을 획득한 각각의 박테리아는 육안으로 관찰가능한 군체로 자라날 것이고, 화학물질을 처리한 후 전체 군체 수를 관찰하면 조사대상 물질의 돌연변이 가능성을 측정할 수 있습니다. 따라서 이 에임즈 시험법은 화학물질을 먼저 간조직의 추출액에서 한번 배양하여, 마치 정상 기관에서 일어나는 반응과 유사한 과정을 포함하고 있습니다. 이렇게 조제한 혼합물이 박테리아의 돌연변이 유발능력 실험에 사용됩니다. 이런 방향으로 에임즈 시험법을 실행하면, 화학물질의 돌연변이 유발성과 암 유발서이 밀접하게 연관되어 있음을 관찰할 수 있습니다. 즉, 에임즈 시험법에서 강력한 돌연변이 유발인자인 화학물질은 대개 유력한 발암물질입니다.
에임즈 시험법은 발암물질의 돌연변이 능력을 측정해내는 방법 중 가장 값싸고 신속한 시험법입니다. 불행하게도, 에임즈 시험법 역시 상당수의 오탐지 및 미탐지를 초래할 수 있어 어떤 물질이 암을 유발하는지에 관한 단독지침으로 의존하기는 어렵습니다. 그리하여 추가적인 실험적 방법으로, 발암의심물질이 배양중인 포유동물의 세포에서 돌연변이를 유발하고 염색체를 파괴하며, 성장 특성을 변화시키는지의 여부를 측정하는 방법이 고안되었습니다. 암을 유발하리라 추정되는 물질의 활성(그렇든 그렇지 않든)에 대한 의견을 강하게 주장하기 위해서는 동물실험이나 안구 역학 연구 등 추가적인 실험의 뒷받침이 필요합니다.
에임즈 시험법으로 밝혀진 강력한 돌연변이원은 대개 유력한 발암물질이지만, 모든 화학물질이 돌연변이로 암을 유발함을 의미하지는 않습니다. 초진제라 불리는 또 다른 부류의 화학물질의 경우는 돌연변이를 유발함으로써 암을 일으키지는 않습니다.
● 잠재적인 발암물질을 규명하기 위한 에임즈 시험법.
에임즈 시험법에서는 화학물질이 돌연변이를 유발함을 히스티딘 아미노산의 합성능력이 결핍된 박테리아를 사용하여 측정합니다. (히스티딘에 특별한 의미를 부여할 필요는 없습니다. 히스티딘 합성에 필요한 유전자의 돌연변이가 돌연변이 발생률의 일반적인 지표로써 간단히 측정되는 것입니다. 이것 대신 다른 유전자의 돌연변이 발생률이 측정될 수도 있습니다.) 박테리아를 히스티딘이 없는 배양액에 놓으면, 히스티딘을 만들 수 있는 돌연변이를 획득한 박테리아만 자라날 수 있습니다. 이러한 돌연변이는 자발적으로 조금 일어날 수 있으나, 돌연변이성 화학물질이 존재할 때는 더 많은 돌연변이가 일어났습니다. 박테리아 군체의 수는 화학물질이 추가된 곳에서 늘어나므로, 시험하고자 하는 물질의 돌연변이성 효능을 측정할 수 있습니다. 에임즈 시험법으로 화학물질을 연구할 때 먼저 간의 추출액과 함께 배양을 하는데, 이는 사람에게 노출되는 많은 화학물질들이 간에서 생화학적 변형을 거친 후에만 발암성을 보이기 때문입니다.