古細菌（古菌）是和細菌、真核生物並列的三大生命類群之一。日本京都大學和筑波大學等單位的研究團隊，最近發現了一種基因體小得驚人的古細菌：整個基因體只有約 23.8 萬個鹼基對，不到過去已知最小古細菌基因體的一半，能製造蛋白質的基因只有 189 個，而人類大約有 2 萬個。研究已於 10 月 9 日發表在國際期刊《當代生物學》（Current Biology）。
圖片來源：京都大學（圖中文字由本站譯為中文）
在海洋浮游生物身上意外找到
據京都大學 10 月 13 日發布的新聞稿，研究團隊原本是在分析一種海洋渦鞭毛藻（一種單細胞浮游生物）的單一細胞基因體，結果在資料裡發現了這個來歷不明的環狀基因體。團隊以日本神話中身材極小的神「少名毘古那」（スクナビコナ）為名，把它取名為「Candidatus Sukunaarchaeum mirabile」，日文暱稱「スクナ古細菌」，意思是「令人驚奇的小古細菌」。
參與研究的包括筑波大學計算科學研究中心助理教授中山卓郎、京都大學農學研究科特定研究員原田亮，以及東京大學、山形大學和海洋研究開發機構（JAMSTEC）的研究人員。所謂「單細胞基因體分析」，是從環境中取出一個細胞，把裡面微量的 DNA 放大後解讀，連很難培養的微生物也能研究。團隊分析一個渦鞭毛藻細胞時，順便得到了附著在一起的其他微生物基因體，其中一個小小的環狀 DNA 和任何已知生物都對不上。研究人員發現，這種古細菌幾乎沒有自己取得養分、製造能量的基因，生存需要的物質推測完全仰賴其他生物；但它保留了複製 DNA、把基因「抄寫」成 RNA，再把 RNA「翻譯」成蛋白質的主要機制。這套「遺傳資訊的流程」在生物學上叫「中心法則」，是所有細胞生物共通的基本功能。也就是說，它幾乎只剩下「複製自己」的能力。
為什麼這很特別？其實我們細胞裡的粒線體、植物的葉綠體，原本都是細菌，後來基因越丟越多，連複製自己的能力都交給宿主細胞，已經不算獨立的生物。住在昆蟲細胞裡的共生細菌，也有基因體和這種古細菌一樣小、甚至更小的，但它們保留的是幫宿主製造養分的基因，反而把中心法則的部分基因丟了，靠宿主幫忙。這種古細菌剛好相反，研究團隊認為，它可能接近「保住獨立生命最低限度、其他全部削掉」的狀態。
四分之一的基因體，是一個謎樣的巨大基因
更奇妙的是，這個小小的基因體裡，大約四分之一被一個巨大的膜蛋白基因佔據，目前還不知道它的功能。研究團隊推測，這種古細菌可能是寄生在其他生物身上，靠宿主提供養分和能量才能生存，所以才能把自己的基因精簡到這種程度。
這項發現也讓科學家重新思考「一個生命最少需要多少基因」這個問題。系統分析顯示，它和所有已知古細菌在遺傳上差異很大，可能不屬於目前提出的任何一個「門」（生物分類中很大的一個層級，例如人類屬於脊索動物門）。團隊也在海洋環境的基因資料中找到許多和它相近的序列，代表海洋裡還有一整群過去被忽略的古細菌。不過要注意的是，目前研究人員只取得了它的基因體資料，還沒有在顯微鏡下看到這種古細菌本身，也還不清楚它真正的宿主是誰。團隊表示，接下來希望找出它的生活方式，以及那個巨大基因的作用，說不定能揭開生命演化的新祕密。
