TK基因突變試驗是一種哺乳動物體細胞基因正向突變試驗，近年來其應用價值有明顯的提高。TK基因編碼胸苷激酶，該酶催化胸苷的磷酸化反應，生成胸苷單磷酸(TMP)。如果存在三氟苷(TFT)等嘧啶類似物，則產生異常的TMP，摻入DNA中導致細胞死亡。如受檢物能引起TK基因突變，胸苷激酶則不能合成，而在核苷類似物的存在下能夠存活。TK基因突變試驗可檢出包括點突變、大的缺失、重組、染色體異倍性和其他較大范圍基因組改變在內的多種遺傳改變。試驗采用的靶細胞系主要有小鼠淋巴瘤細胞L5178Y以及人類淋巴母細胞TK6和WTK1等。其基因型均為tk+/-。Honma(本間正充)和張立實(1999)指出原用染毒時間3～6h對于充分檢出斷裂劑和錘體來說這個時間太短，獲陰性結果時應延長至24h。據資料顯示對于同一陽性受檢物，WTK1細胞的突變頻率遠高于TK6細胞，認為與WTK1存在p53基因突變有關。Do-brovolsky(1999)建立了tk+/-轉基因小鼠，可用于體內試驗。