【学习笔记】噬菌体学

噬菌体是寄生在细菌、古菌等原核微生物体内的病毒。是地球上最具生物多样性的生命体。他们存在于土壤、空气、海洋、饮用水、食品等环境中。

公认的噬菌体发现于1915年，2015是噬菌体发现100周年。

噬菌体研究历史上的重要成就：

1，1943年突变与选择理论：细菌的突变发生在噬菌体选择之前，噬菌体作为选择因素把突变体筛选出来而非突变的内因

2，1952年 DNA是遗传物质：P32标记噬菌体DNA，S35标记噬菌体衣壳蛋白。噬菌体繁殖后，子代噬菌体中含有P32不含S35，证明遗传物质的基础是DNA

3，1955年揭示三联体密码子：通过对T4噬菌体rⅡ基因精细结构的解读，揭示了遗传学中的三联体密码子，为中心法则奠定基础

4，1961年乳糖酶调控系统：即乳糖酶是受底物诱导表达的，且乳糖酶的表达收到抑制子、激活子以及终止子的调控，这些工作充分利用了噬菌体载体，以λ噬菌体为范例，揭示了基因表达的调控通路

5，20世纪50年代初期，发现伴随噬菌体在大肠体内的传代，存在非遗传变异现象；60年代晚期及70年代初期发现限制性修饰所表现出来的DNA修饰是为了保护大肠自身的DNA 免受限制性内切酶的切割；后来发现Ⅱ型限制性内切酶的切割位点的序列特异性，发现T4噬菌体连接酶，为分子克隆技术的诞生奠定基础

6，噬菌体载体为基因克隆提供了解决方案：λ噬菌体是强大的表达载体，利用λ噬菌体构建粘粒，使大片段DNA克隆成为可能；基于P1噬菌体构建的冉工染色体被用于克隆更大的片段；基于M13噬菌体载体的构建以及T7噬菌体DNA聚合酶的发现，为高保真DNA测序提供了解决方案。

7，噬菌体即使是的通过细菌基因突变来研究基因功能称为可能：λ自杀载体可用于递送转座子，也用于随机致突变研究。利用M13以及fd噬菌体可以实现定点突变研究。Mu噬菌体在大肠杆菌中可以随机转座用于制备转座子文库。

8，噬菌体展示技术：噬菌体展示技术被誉为生物工程技术领域的一大奇葩。在噬菌体中有一类丝状噬菌体基因组非常小，易于遗传操作且以分泌形式在宿主体内成熟与释放。噬菌体展示技术的远离是，用编码某种生物活性肽或蛋白质的基因替换噬菌体的衣壳蛋白基因，从而可以把具有应用价值的目标基因编码产物表达在噬菌体表面，用这种工程改造的噬菌体感染宿主菌，即可实现大规模制备具有商业价值的生物活性肽或蛋白质产品。

9，CRISPR-Cas9基因编辑技术：利用细菌对噬菌体的免疫机制采用任意人工合成的引导RNA序列与Cas9蛋白形成复合物，在引导RNA的引导下，Cas9可以在基因组序列上的特定位置实现人工切割与编辑。

10，噬菌体也催生了现代合成生物学技术，噬菌体整合酶、重组酶常被用于催化两个序列的位点特异性重组

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