必需的基因
基因，是基本的遗传单位，生物要靠着很多基因共同表现，才能正常运作，然而同一种生物的不同基因，彼此间影响力却不相等。生物没有一些基因仍无关紧要；但假如缺乏某些基因却会导致无法生存，这类为数不少、不算罕见的基因就被称为“必需基因（essential gene）”。
自私的基因
还有一种状况比较特殊，叫作“自私基因（selfish gene）”（或自私的遗传物质，selfish genetic element），许多人或许是由 40 多年前理查．道金斯的科普名作《自私的基因》知悉此一名词。
比起 40 年前，今日学界对于自私基因认识更多。自私基因广义的定义是，它本身不影响个体生存、繁衍的利益，若存在此一基因，却会增加它被传递到后代的机率。最极端的状况下，只有配备自私基因的个体才能生存，并继续繁衍后代，若是后代没有这个基因就不能存活；自私基因如此能确保自己不会被淘汰，生生不息、繁荣昌盛。
科学家已经在多种生物中，观察到自私基因存在。比方说，一些果蝇品系后代的两性比例严重失衡，雌性多过雄性，甚至极端到只有女生，没有男生（乍看之下果蝇的性别比例好像无关紧要，不过想想看，假如是人类社会的女男失衡呢？）。常用于研究的模式生物之一：秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans），也已知有个自私基因 peel-1，以及与之对抗的 zeel-1。最近科学家报告，线虫其实还有另一个自私基因，而且又与“必需基因”有关？[1][2]
看似必需，实则自私的基因
秀丽隐杆线虫有许多品系，实验室常用的是 N22，与其他同类交配、生宝宝都没有问题。然而用 N22 与夏威夷采集到的品系 DL238 进行情欲交流实验时，后代无法正常长大的机率却会大增。
进一步定序基因组后发现，成功长大的后裔，第三号染色体上头有一段，所有个体都是源自 N22，没有人来自 DL238。由于子代会随机获得亲代的 DNA 片段，所以这现象表示，所有那段序列继承到 DL238 亲代的个体，通通死掉了。
毛利小五郎。来源：Wiki
该序列中有一个已知的必需基因 pha-1，之前研究认为，它和咽部（pharynx）发育有关；令人惊讶的是，来自夏威夷的线虫 DL238 竟然没有这个基因。看来真相很清楚了，混血的线虫之所以死亡，凶手就是因为他们没有必需基因！（毛利小五郎调）
可是不对啊，必需基因的意思是，没有它就会死掉，但是 DL238 同样也是秀丽隐杆线虫，然而他们即使没有 pha-1，依然活得好好的？可见，真相显然没有这么简单。（柯南调）
自私组合：毒药与解毒剂
已经知道尽管缺乏 pha-1 会致死，却能透过抑制 3 个基因来克服：sup-35、sup-36、sup-37。经比对 DNA 序列后发现，DL238 线虫的 sup-36 和 sup-37 两个基因并无变化，sup-35 基因却跟 pha-1 一样也不存在，所以缺乏必需基因 pha-1 仍然能活的理由，似乎是因为没有 sup-35。可是，为什么？
深入调查后，事情出乎意料，导致线虫死亡真正的凶手，竟然是 sup-35！当胚胎发育时，胚胎中会有继承自母体的 RNA，转译出蛋白质执行工作。而小线虫源自母体的 sup-35 基因产物却会搞破坏，让线虫无法长大。好在一般线虫拥有 pha-1 能够解决，而混血后裔的死因，是因为他们只继承到有毒的 sup-35，却没有 pha-1 救援。
案情急转直下，本来以为 pha-1 是对线虫发育不可或缺的必需基因，这下却发现它其实对发育不重要，实际功能反而是让带有自私基因的个体－也就是每一只线虫，能顺利活下去。sup-35 与 pha-1，形成了一对超级自私的组合。
仿佛侦探故事的情节：主人大宴宾客，想要谋害其中一人，却又不想自己受到怀疑，于是主人把毒药加进主菜，让每位参加者，包括自己都能吃到，再安排加入解毒剂的甜点，使每位宾客都能没事，除了没能吃到甜点的被害者以外。
因为自私，变得必需，这种案例还有多少？
自私基因演化出各种方式，让自己比其他遗传物质，有更高机率被世世代代传承下去，而 sup-35 与 pha-1 是个特殊的例子。
像 sup-35 作用如此极端的自私基因，原本命运必定是遭到淘汰，因为遗传到这款“毒药”的线虫必死无疑，根本无法正常长大，遑论散布到整个族群。然而，有了“解毒剂”pha-1 就不一样了，只要线虫同时配备一套毒药与解毒剂，小线虫就能健康快乐的长大、生小孩，接着继续将毒药与解毒剂世代传承下去，让整个族群成为自私基因的载体。
这么奇特的状况，是如何产生的？
搜寻各地的秀丽隐杆线虫后，研究者发现，还有美国加州的 QX1211，以及新西兰奥克兰 ECA36 的 2 个品系，状况和夏威夷的 DL238 一样，都没有 sup-35 与 pha-1。有趣的是，其他种线虫也都没有这 2 个基因，意谓这对毒药与解毒剂，是在秀丽隐杆线虫与亲戚们分家以后，才独自演化出的特征。
此一发表于顶尖期刊《Science》的论文，作者最后提出至少 2 点启示。第一，秀丽隐杆线虫是模式生物，普遍用于各式研究目的，许多研究者早已习惯用它回答，与解释千变万化的问题。然而若是只专注于实验室的惯用品系，没有野外采集，不可能取得如此惊喜的重大发现。研究自然族群的变异，仍有很高的学术价值。
第二，透过改造基因后，观察胚胎能否继续顺利发育，科学家侦测到数目非常多的必需基因。然而这些基因，是真的有其发育、生理或其他关键的功能而必需，亦或只是如 pha-1 般，是由于其解毒剂的效果才显得不可或缺？这是值得继续深究的问题。
文 / 寒波
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参考文献：
1.Ben-David, E., Burga, A., & Kruglyak, L. (2017). A maternal-effect selfish genetic element in Caenorhabditis elegans. Science, eaan0621.
2.Poisons, antidotes, and selfish genes
（作者部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名的粉丝团《同名的粉丝团》，欢迎参观、拍打、与喂食）
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