5 年前，科学家创造了一种只含 473 个基因的单细胞合成生物，是迄今为止已知最简单的活细胞，只是它在生长时表现异常，随心所欲的分裂出形状与大小完全不同的子细胞。现在，科学家找到了 7 个能让人造细胞稳定下来的新关键基因，在最新研究中顺利让人造细胞分裂出均匀后代。这些研究未来在微型电脑或微型制药基地等领域或能有所帮助。
人造细胞这项基因工程最早可追溯至 1990 年代，但直到 2003 年科学家成功合成一种可感染细菌的小病毒才有明显进展；2010 年时，J.Craig Venter 研究所（JCVI）团队带来新突破，设计出第一个合成细胞，名为 JCVI-syn1.0，剥离丝状霉浆菌（Mycoplasma mycoides）的天然 DNA 并以工程 DNA 进行替换，是地球上第一个具有完全合成基因组的生物，含 901 个基因。
为了理解哪些基因在维持细胞正常生长与运作时必不可少、哪些又是多余的， 团队开始对 JCVI-syn1.0 的基因进行剔除删减，在 2016 年升级了细胞版本，名为 JCVI-syn3.0，仅透过 473 个基因就能进行代谢和繁殖。
不过研究人员很快就发现这个细胞有缺陷——虽然它在制造蛋白质与复制 DNA 时完全没问题，但过于奉行极简主义导致它在进行分裂时产生许多畸形后代，比如细胞原本应该是小球体形状，但分裂的后代异常庞大，周长约是正常细胞的 25 倍；又或者有些后代看起来不是球体而像线条，可以说子细胞的形状与大小都相当随意。
为了改善这问题，J.Craig Venter 研究所（JCVI）与美国国家标准暨技术研究院（NIST）、麻省理工学院科学家合作多年，终于找到维持细胞形状均匀分裂的关键。在最新合成的 JCVI-syn3A 细胞中，科学家添加了 19 个新基因，其中 7 个对细胞正常分裂来说至关重要。
虽然这 7 个基因中目前也只有 ftsZ 与 sepF 基因已确定功能，另外 5 个还不清楚如何一起促进 JCVI-syn3A 分裂的一致性，但研究第一作者 James Pelletier 表示，根据遗传序列，一些重要基因可能与细胞膜相互作用，这意味着它们会改变膜的物理性质，使其在分裂时得以适当延展，引入这些基因可使细胞分裂成均匀球体。
做个比较，生活在肠道中的大肠杆菌约有 4,000 个基因，一个人体细胞则约有 30,000 个基因，JCVI-syn3A 研究表明这个微小基因组可以成为一个实验标准，或许有朝一日可以帮助科学家利用合成细胞建造微型电脑和微型制药工厂。
新论文发表在《细胞》（Cell）期刊。
- Scientists built a perfectly self-replicating synthetic cell
- Scientists Built an Artificial Cell That Grows And Divides Like a Natural One
- Scientists coax cells with the world’s smallest genomes to reproduce normally
- Scientists Create Simple Synthetic Cell That Grows and Divides Normally
（首图来源：美国国家标准暨技术研究院）
