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这是一种仅知其基因序列的单细胞生物，它的基因组小得惊人，仿佛在进化过程中抛弃了绝大部分“家当”。今年五月，研究人员在预印本平台发表了这一发现：该细胞丢失的基因中，包含了参与新陈代谢过程的核心部分。这意味着，它既无法自行吸收养分，也不能独立生长。

即便是其他基因组高度精简的细胞，通常也保留着制造氨基酸、分解糖类或合成维生素的能力。但这一切，在此种细胞中似乎荡然无存，暗示着它很可能是一种完全依赖宿主存活的寄生生物。

在这种细胞中，唯一被完整保留的，是其“繁殖核心”，即自我复制所需的遗传组件，这占据了它基因组的一半以上。

“代谢通常是我们定义生命的关键标准之一，”领导这项研究的日本筑波大学进化微生物学家Takuro Nakayama说道，“这种细胞的发现对此提出了挑战——它表明一个细胞几乎可以完全丧失掉自身的代谢系统。这一发现拓宽了我们对生命多样性的认知，生物并不总是遵循我们设定的定义而存在。”

Takuro致力于研究生活在其它细胞上或细胞内部的微小细胞

尽管这一生命形式在科学上是全新的发现，但类似的生物或许并不少见。巴黎法国国家科学研究中心的微生物生态学家Puri López-García表示，微生物的多样性可能很大程度上隐藏在寄生生物与其宿主之间复杂的依存关系之中。“这类属于寄生‘超类群’的古菌和细菌，其多样性极其庞大。”她解释道。据她推测，仅在细菌类群里，此类依赖寄生生活的物种可能就占总数的25%至50%。

这一发现刷新了我们对细胞生命能简化到何种程度的认知——在进化道路上，生命甚至可以呈现出一种近乎“非生”的形态。

Takuro的科研事业，建立在他比大多数研究者看得更仔细的习惯之上。他会审视一个已经极其微小的细胞，然后思考：是否还有更小的生物以此为家？

Takuro的实验室一直在海水中探寻着此类关联。海洋是一个营养贫乏的环境，这会促使细胞之间形成各种“交易伙伴关系”。有时，它们只是松散地联结在一起，随波逐流，交换着稀少的养分和能量；有时，它们的共生方式则更为精密有序。

雷吉乌斯甲藻（Citharistes regius）是一种广泛分布于全球的单细胞甲藻，其体表有一个袋状的外腔，可专门用于容纳与其共生的蓝细菌。Takuro和他的团队使用细网从太平洋采集海水样本，以寻找这种藻类。

Takuro团队最常用到的一种技术被称为宏基因组学，其基本原理是对样本中获取的所有DNA进行测序。这种方法对于获取生物多样性的整体情况很有效，然而，使用此类数据时，往往难以确定某段基因序列究竟来自哪一种具体的细胞。面对这一问题，Takuro的团队采用了更具针对性的方法：首先在显微镜下识别目标细胞，然后通过物理方法将其从混合样本中分离出来。

在获得雷吉乌斯甲藻后，研究人员对该单细胞所关联的所有基因组进行了测序。不出所料，他们发现了与其共生的蓝细菌的DNA，但与此同时，他们也发现了一些别的东西：来源于某种古菌的DNA序列。

雷吉乌斯甲藻进化出一种被称为秖体腔室的囊带

内部藏有共生的蓝藻（橙色）

起初，Takuro和他的同事认为检测结果出了差错，因为这种古菌的基因组极小，从头到尾仅23.8万个碱基对。相比之下，人类的基因组有数十亿个碱基对，即使是微小的大肠杆菌，其基因组也有数百万个碱基对。在这项研究之前，已知最小的古菌基因组来源于纳古菌门（Nanoarchaeum equitans），长度约为49万个碱基对，是本次发现的新基因组的两倍多。Takuro等人最初推测，这个微小的基因组可能只是一个更大基因组的片段，分析软件错误地组装了它。

为了验证这一点，团队使用了不同技术重新进行了测序，并采用多种计算机程序将DNA片段组装成完整基因组。结果所有方法都重建出了完全相同的、由23.8万个碱基对构成的环状基因组。

Takauro团队将这种全新的生物暂名为少彦古菌（Candidatus Sukunaarchaeum mirabile），“少彦”来源于日本神话中一位身材矮小的神祇。

当研究团队借助已知基因数据库进行分析时，他们发现少彦古菌基因的大量缺失是导致其体型微小的直接原因。

少彦古菌仅仅编码自我复制所需的最基础蛋白质，因而这种细胞必须将生长和维持生命的所有过程完全“外包”给另一个细胞——一个它绝对依赖的宿主。

其他共生微生物也丢失了大量基因，包括少彦古菌在进化上的近亲。分析表明，这种微生物属于DPANN古菌（也被称为纳米古菌或超微古菌），这类古菌的普遍特征就是体型小、基因组小。但在此之前，尚未发现任何DPANN物种有如此精简的基因组。而且，少彦古菌很早就从DPANN的谱系中分离出来，暗示它走上了一条独特的进化之路。

尽管少彦古菌可能为其宿主（雷吉乌斯甲藻，甲藻共生的蓝细菌或其他细胞）提供某些尚不明确的好处，但它很可能是一种高度自我中心化的寄生生物。“它的基因组的精简过程完全出于自私的动机，与其寄生的生活方式一致”。悉尼科技大学微生物学家Tim Williams说道。少彦古菌无法提供任何代谢产物，因此它与任何其他细胞的关系，很可能都只是单向索取。

其他微生物也演化出了类似极端、精简的形态。例如，生活在吸食汁液的昆虫肠道内的共生细菌卡森氏菌（Carsonella ruddii），其基因组甚至比少彦古菌更少，仅约15.9万个碱基对。然而，卡森氏菌及其他超小型细菌仍保留着为宿主生产营养（如氨基酸和维生素）的代谢基因，它们所舍弃的，主要是独立繁殖的能力。

“它们正走在变成细胞器的道路上。线粒体和叶绿体就被认为是通过这样的方式演化而来的”，William说道：“少彦古菌选择了相反的方向：它保留了自身繁殖所需的基因，却丢失了大部分代谢基因”。

Takuro团队在线发表成果后，反响热烈。荷兰瓦赫宁根大学金华威生物学家、古菌基因组学专家Thijs Ettema说道：“以前也发现过这种基因组精简的生物，但从未达到如此极端的程度”。

一些新闻报道暗示少彦古菌可能正在向病毒演化。然而，尽管两者都极度依赖宿主细胞来完成最基本的生物学功能，但病毒完全无法独立繁殖。

Takuro强调：“少彦古菌与病毒之间存在根本性的鸿沟，少彦古菌保留了自身基因表达的核心机制，包括核糖体，尽管是经简化的版本。这与病毒截然不同，病毒缺乏核糖体，必须完全劫持宿主的细胞系统才能复制”。

Ettema指出，这些发现引发了关于如何定义生命的更广泛讨论，因为自然界总是不断演化出挑战我们认知的例外存在。

关于少彦古菌的很多问题仍然悬而未决。首先，其基因组中很大一部分由与任何已知序列都不匹配的基因组成。它们似乎编码了一些大型蛋白质，这在如此精简的生物中并不常见。

Takuro及其同事认为，这些大型蛋白质位于细胞膜上，并以某种方式介导着古菌与宿主之间的相互作用。Ettema表示，这与其他已知DPANN古菌的生活方式相符——它们通常被认为是外共生体，附着在相对巨大的宿主的细胞外部。

尽管少彦古菌是在雷吉乌斯甲藻的关联研究中被发现的，但其真正宿主的身份仍属未知。雷吉乌斯甲藻是真核生物，而DPANN古菌通常与其他类型的古菌共生。另一个争论点在于，它是像其他DPANN古菌一样附着在宿主细胞外部，还是生活在细胞内，或是两种方式兼有？要解答这些问题，需要人类首次亲眼观察到这种古菌，而现阶段，它仅仅作为一串奇特的基因数据为人所知。

López-García还提出了一种微小的可能性：一些基因可能演化得与原始序列相差太远而无法被识别，其基因组中可能还有一些对应着代谢功能的未知序列。

Ettema指出，可能还存在更奇特的极简生活方式或更精简的基因组，但研究人员或许会与它们失之交臂。用于调查微生物样本基因组的传统分析方法，可能会将其微小的基因组标记为“不完整”或“低质量”序列而丢弃。

当研究团队搜索全球海洋环境序列数据库，以查看是否有其他类似微生物存在时，并未找到完全匹配的记录。但他们也确实发现了许多非常相似的序列，很可能来自其近亲。少彦古菌或许只是某个巨大微生物类群的冰山一角，对于这些可能依附于稍大微生物或存在于其他微生物体内的生命形式，它们古老而隐秘的故事才刚刚开始被揭开。