周金秋至今记得那一刻的“深受震动”。
当覃重军找到他，请他帮忙对单条染色体酿酒酵母做功能验证时，他愣住了——把16条染色体融成1条，酵母细胞还能活？“不可能吧？”这是他当时的第一反应。
这一合作成果后来被评为2018年度中国科学十大进展。那么难的事都能做成，还有什么不可能？从此，一个念头在周金秋心里扎了根。能否沿着这条路再往前走一步——构建最小基因组真核细胞。
历时6年努力，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心周金秋研究团队，成功构建世界首个不含剪接体内含子的真核细胞，为探索内含子的起源与演化提供了一个全新实验平台，也为合成真核细胞最小基因组提供了重要信息。相关成果于7月15日在《细胞》发表。
这也为“生命最少需要多少基因”这一终极之问提供了一块拼图。而这个追问，被《科学》列为125个全球重大科学问题之一。
“乱码”能不能删
要理解这项研究的价值，先得知道“内含子”是什么。
如果把基因比作一篇文章，外显子是连贯的“正文”，内含子就是夹在正文之间、看似多余的“乱码”。细胞在读取基因信息时，必须用一台名为“剪接体”的分子机器，把这些“乱码”精准切除，再把“正文”拼接起来，才能合成有功能的蛋白质。
长期以来，科学家一直困惑：内含子和剪接体，究竟是真核细胞的“标配”，还是可以丢弃的“冗余”？
但从来没人真的将酵母内含子进行大量的联合删除。单条染色体酿酒酵母基因组中有300个内含子，如果采用逐一敲除的策略，完成这项工作至少需要12年。
“背水一战”的研究
周金秋决定做这件事——酵母虽简单，却是窥探真核生命规律的窗口。
但他也不敢一开始就招博士生来做，怕万一做不成，学生毕不了业，“当时我心里完全没底。”
于是，他先招了几名科研助理，并把这一研究称为“背水一战”。
在单条染色体酿酒酵母模型的基础上，研究团队巧妙设计了一套“分头施工、重组拼装”的策略。这一策略将300个内含子的敲除时间从传统方法的至少12年，大幅缩短至6年。
但即便如此，困难依然超乎想象。“每一轮染色体重组的成功率小于5%。”论文第一作者、博士研究生满鑫说，“快要放弃的时候，是周金秋老师鼓励我们‘再试一下’，就像踢足球，临门一脚，要踢好。成功或者失败，我们都接受。”
功夫不负。他们最终获得了基因组完全不含剪接体内含子的真核细胞。
剪接体“失业”了
实验结果给出了清晰的答案：没有内含子的真核细胞可以活，只是生长速度变慢了一些。
令人惊讶的是，在已经失去内含子的细胞里，即使把剪接体的多个核心部件也敲除掉，细胞依然能正常存活。
这个发现，亦改变了科学界对剪接体的认知。此前，不少研究认为剪接体可能还有“兼职”。但这项研究表明，剪接体的主要功能就是清除内含子，一旦内含子不存在了，剪接体也就“失业”了。
对于这一好奇心驱动的前沿基础研究，周金秋坦言：“你不知道它会通向哪里，但每一个答案都在为更大的问题铺路。正所谓‘无用之用，是为大用’。”
原载于解放日报2026-07-15
作者：黄海华
