噬菌体

噬菌体，也叫噬菌体或细菌病毒一群人中的任何一个病毒感染细菌．噬菌体是由弗雷德里克·特沃特在大英国(1915)和Felix d 'Herelle在法国(1917)。D 'Hérelle创造了这个术语噬菌体，意为“噬菌者”，用来描述这种药剂的杀菌能力。噬菌体也感染单细胞原核生物称为古生菌．

噬菌体的特征

噬菌体有成千上万种，每种噬菌体只能感染一种或几种细菌或古生菌。噬菌体分为几种病毒家庭;一些例子包括病毒科、微病毒科、芽病毒科和表皮病毒科。与所有病毒一样，噬菌体是由一组核心遗传物质(核酸)被一个蛋白质衣壳。核酸可能是其中之一DNA或核糖核酸可能是双链或单链。噬菌体有三种基本结构形式:带有尾巴的二十面体(20面体)头，没有尾巴的二十面体头，以及丝状形式。

噬菌体的生命周期

在感染过程中，噬菌体附着在细菌上，并将其遗传物质插入细胞中。之后，噬菌体通常遵循两个生命周期中的一个，裂解的(有毒的)或溶原性(温带)。溶噬菌体接管细胞的机制，制造噬菌体成分。然后它们破坏或溶解细胞，释放出新的噬菌体粒子。溶原噬菌体将它们的核酸合并到染色体并在不破坏细胞的情况下与宿主细胞作为一个整体进行复制。在一定条件下，可诱导溶原噬菌体遵循一个裂解循环。

其他生命周期，包括假溶原和慢性感染也存在。在伪溶原作用中，噬菌体进入细胞，但既不吸收细胞复制机制，也不吸收细胞复制机制集成了稳定地进入宿主基因组。当宿主细胞遇到不利的生长条件时，就会发生假olysogeny，并通过使噬菌体基因组得以保存，直到宿主的生长条件再次变得有利，从而在噬菌体的生存中发挥重要作用。在慢性感染中，新的噬菌体颗粒在很长一段时间内持续产生，但没有明显的细胞杀伤。

实验室研究中的角色

噬菌体在实验室研究中发挥了重要作用。第一批研究的噬菌体被指定为1型(T1)至7型(T7)。t偶噬菌体，T2, T4和T6，被用作研究病毒繁殖的模型系统。1952年阿尔弗雷德·戴·好时和玛莎·蔡斯在一个著名的实验中使用了T2噬菌体，在这个实验中，他们证明了噬菌体分子在细菌内复制只需要它们的核酸。实验结果支持了DNA是遗传物质的理论。由于他在噬菌体方面的工作，好时被授予诺贝尔奖1969年获得生理学或医学奖。他与生物学家分享了该奖项萨尔瓦多仅有而且马克斯·德尔布吕克他在1943年对T1噬菌体的实验(涨落试验)表明，细菌对噬菌体的耐药性是由自发的突变而不是对环境因素的直接反应。某些噬菌体，如lambda, Mu和M13，用于重组DNA技术．噬菌体ϕX174是第一个确定其整个核苷酸序列的生物，这一壮举是由弗雷德里克·桑格和同事在1977年。

20世纪80年代的美国生物化学家乔治·p·史密斯开发了一种叫做噬菌体展示，这使得工程技术的产生成为可能蛋白质．这些蛋白质是通过将外来或工程DNA片段融合到噬菌体基因III中而产生的。基因III编码噬菌体上表达的一种蛋白质病毒粒子表面。因此，噬菌体吸收的基因III融合蛋白显示在病毒粒子表面。研究人员可以使用抗体开发了识别外来蛋白片段纯化融合噬菌体的方法文化，从而有效地扩增外源基因序列，为进一步研究提供依据。英国生物化学家格雷戈里·温特随后改进了噬菌体展示技术，用于开发人抗体蛋白。与以往来自动物的治疗性抗体相比，这种蛋白质可用于治疗人类疾病，诱发潜在危险免疫反应的风险更小。Adalimumab(Humira)，用于治疗类风湿性关节炎，是第一个通过噬菌体展示制成的完全人类抗体美国食品和药物管理局(2002年批准)。由于他们在噬菌体展示方面的发现，史密斯和温特获得了2018年诺贝尔化学奖。

噬菌体疗法

在发现后不久，twot和d 'Hérelle开始使用噬菌体治疗人类细菌性疾病，如腺鼠疫瘟疫而且霍乱．噬菌体疗法并不成功，在被发现后抗生素在20世纪40年代，它几乎被废弃了。随着抗生素耐药然而，细菌却不是治疗噬菌体的潜力再次受到关注。