每一個細菌都能獨立呈現所有的生命現象──有組織的結構、新陳代謝、複製繁殖、偵測與適應環境等等！而細菌之基因組（所有基因的組合）提供的遺傳資訊構成了運作上述所有生命現象的基礎。一九九五年七月，位於美國馬里蘭州，一家私人研究所的Venter 博士在科學雜誌上首次發表了一個叫做Haemophilus influenzae Rd細菌全部基因的核甘序列。

這個細菌的基因組共有180萬個鹽機對。該怎麼去決定從1到180萬個鹽機對是怎麼排列的？由於目前DNA自動定序儀一次只能讀數百個言機對的順序，因此必須把一整段的細菌DNA打成片段，然後分別決定每一小段DNA的序列，然後再想辦法把這些小段DNA在基因組上的前後位置排定，將核甘序列連成衣整條。這件是說起來容易，做起來可是複雜的不得了！首先得將細菌圖形的 DNA 任意打成小的片斷，大約有2千個鹼基的長度。然後就決定每一個片段兩端的 DNA 序列。如果每一個 DNA 片段的頭尾，我們都能定出 500 百個核甘序列，那麼只要有 1,8000 個相互重壘的 DNA 片段，就能涵蓋整個細菌 180 萬個核甘的基因組。但事實上，我們產生 DNA 片斷的頭尾，那麼將會有大約 37%的 DNA 序列沒有被定序過，沒有被定序到的鹼基機率是 P0=E^(-m) ，m代表涵括整個基因的次數，所以 1,800 個 DNA 片斷最多只涵蓋基因一次 (m=1) ， P0=e^(-1)=0.37 。Verter 任意選出一萬多個 DNA 片斷 (涵蓋全部基因六次)，開始決定每一個 DNA 片斷兩端的 DNA 序列。八名研究助理利用14台 DNA 自動定序儀，作了2萬8千個 DNA 定序反應，花了三個月時間，就完成所有的 DNA 定序工作。接下來就是利用電腦來排這些 DNA 序列，看看有多少是重複的，同時就可以把不同 DNA 片段一個個排出序列。當然中間可能仍然會有一些小段的空隙沒有被定序列，就再想辦法把這些空隙補起來。最後，第一個細菌基因組完整的 DNA 序列就出爐了！

從這 180 萬個鹼基對的 DNA 序列中，大約可以讀出 1,743 個決定蛋白的區域。換句話說，這 1,743種不同的蛋白，可以透過在不同時空中不同表現數量的交互作用，產生一個獨立自主的生命體，呈現一個單一細菌所能表達出所有的生命現象！在這 1,700 多個基因當中，可以分辨出功能的大約有 1,000 個，這些基因負責胺基酸與脂肪的代謝、細胞外套的合成、能量的產生、蛋白的輸送、核()與蛋白的合成、 DNA 的複製與基因的轉錄等等。從這種比較分析，我們知道大約有 10% 的基因負責能量代謝， 17% 的基因負責基因的轉錄與傳譯， 12% 的基因負責物質的輸送， 8% 負責細胞外套的合成。

出處：

科學月刊第27卷第二期　P.100 85.2周成功