到底需要幾個基因來構成生物體？

 

圖片來源：Craig Venter Institute

在2016年的研究中，J. Craig Venter Institute 的科學家們，建構了一個只有473個基因的生物體，可以存活下來。當時可說是「轟動武林，驚動萬教」的發現。

但是，這個被命名為JCVI-syn3.0的合成生物體還是存在著一些問題！最大的問題是，它在進行細胞分裂時，常常沒有辦法分裂成兩個一樣大的子細胞。這就代表，這個合成生物體還不是等同於自然界的生物。

所以，到底少了什麼呢？研究團隊把這個合成生物體跟它的祖先版本-含有901個基因的「JCVI-syn1.0」進行比較。畢竟，1.0版的細胞大小都差不多，也可以進行正常的細胞分裂，不會經常產生一大一小的兩個細胞。

於是研究團隊仔細檢查了從1.0到3.0中間的許多個不同的版本，發現其中一段DNA-稱為第六段（segment 6）-被去掉以後，細胞就開始出現不對稱分裂、並產生各種不同形狀的細胞了。這段DNA共含有76個基因，包括了ftsZ基因組。當研究團隊把這個基因組放回去3.0版本後，產生的新版本細胞（稱為3A）就可以產生大小一致的細胞了。

但是這個基因組總共含有19個基因。研究團隊認為，應該還可以再試著精簡一下這個新版本！首先，他們先把重複的基因組（3個基因）去掉，然後再把剩下的16個基因依照基因組（總共可分為8個基因組）一一轉入3.0版，轉入後再嘗試著將個別的基因剔除，看看到底還能從這16個基因裡面拿掉幾個基因。

結果發現，這16個基因中，有7個是不可以剔除的。一旦剔除了，細胞又沒辦法正常分裂了。這七個基因包括了ftsZ、sepF與一個未知功能的水解酶（hydrolase），另外還有四個未知功能的膜蛋白。也就是說，與3.0版本相比，只需要再加入7個基因，細胞就可以正常分裂了。

但是，這7個基因裡面的5個，到目前科學家們還是不知道它們的功能喔！所以，雖然隨著科技的進步，許多生物體（包括人類）的基因體都已經定序出來了，但還是有許多未知的領域等著大家去開拓！

參考文獻：

Cell, DOI: 10.1016/j.cell.2021.03.008