孩提時代，真琴宮田（Makoto Miyata）喜歡擺弄收音機和放大器。現在他對擺弄事物的興趣有增無減——但作為一名細胞生物學家，他是在更精細的尺度上進行這項工作。在一篇發表於科學進展的文章中，宮田在日本大阪府立大學的團隊調整了最小的合成生命形式的基因，使其能夠自行移動，暗示了最少的基因新增如何幫助原始細胞開始移動。
長期以來，研究人員一直致力於瞭解最早的天然細胞是如何發展出運動能力的。此類研究使用了細菌屬螺旋體：單細胞、螺旋形的寄生微生物，它們透過簡單的彎曲、伸縮和改變形狀來移動，而不是像許多其他細菌那樣使用專門的附屬物。在螺旋體中，科學家們已經確定了七個可能有助於這種細胞運動的基因。但實驗證實這些基因的精確作用已被證明具有挑戰性。
該團隊轉而研究一種合成細胞，稱為JCVI-syn3.0（簡稱syn3.0），這是J.克雷格·文特爾研究所的研究人員於2016年建立的。該細胞以創紀錄的少量基因（總共473個基因）生存和複製——相比之下，人類擁有超過20,000個基因。但是syn3.0無法移動。
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宮田和他的同事將七個與運動相關的螺旋體基因的組合插入到syn3.0細胞中。他說，他生動地記得他透過顯微鏡看到以前靜止的合成細胞“跳舞”的那一刻。幾乎一半的細胞呈現出新的形狀；有些甚至發展出扭曲的螺旋形來游泳，就像螺旋體一樣。
宮田曾設想創造一種可以移動的合成細胞，但他說當它真正發生時仍然“非常驚訝”。國家標準與技術研究院細胞工程師伊麗莎白·A·斯特里查爾斯基（Elizabeth A. Strychalski）說，感到驚訝的並不只有他一個人，她沒有參與這項研究，但參加了在釋出前的一次演示。“當他們展示這些生物游泳的影片以及它們的[形狀]是如何改變的時，你幾乎可以感覺到集體的驚歎，”她說。宮田的團隊發現，引入僅僅兩個基因的組合就足以產生類似螺旋體的運動。
斯特里查爾斯基指出，其他研究人員使用了類似的DNA插入技術將水母熒光基因新增到貓胚胎中，創造出會發光的家貓。但很少有人預料到它會在合成細胞中起作用。她說，這項實驗“感覺非常大膽”，“而且[它的成功]也對該領域具有巨大的激勵和鼓舞作用。”
儘管很難想象是什麼條件觸發了數十億年前細胞的首次運動，但這項研究表明，微小的變化如何幫助它們實現巨大的飛躍。斯特里查爾斯基說，這項研究對未來也具有意義：“移動合成細胞有朝一日可能會被設計用於尋找人體內的汙染物、病原體甚至癌細胞。”
*編者注（2023年3月21日）：此句在釋出後進行了編輯，以更正發表該研究的期刊名稱。