噬菌体

噬菌体是感染细菌的病毒，是地球上最丰富的生物实体，它们是分子生物学的基础工具，同时也在塑造微生物群落。

Definition

噬菌体是专门感染细菌并在其内部复制的病毒，表现出裂解和（在某些情况下）溶原生命周期。

Scope

本主题涵盖噬菌体的结构和多样性；裂解周期，其中噬菌体复制并裂解宿主细胞；溶原周期，其中噬菌体基因组以原噬菌体形式维持；这些状态之间的调控转换；作为基因转移途径的转导；以及噬菌体的生态和应用作用，包括噬菌体疗法。它将噬菌体视为模型系统和生态因子。

Core questions

• 噬菌体如何感染细菌并在其内部复制？
• 裂解周期与溶原周期有何区别？
• 温和噬菌体如何决定裂解或溶原？
• 噬菌体在微生物生态学和生物技术中扮演什么角色？

Key concepts

• 噬菌体结构与多样性
• 裂解周期
• 溶原周期与原噬菌体
• 裂解-溶原决定
• 转导与噬菌体生态学

Mechanisms

噬菌体附着在特定的表面受体上，并将其基因组注入宿主。在裂解周期中，噬菌体将细胞重定向以制造新的噬菌体颗粒，这些颗粒通过裂解释放。温和噬菌体可能转而进入溶原周期，将其基因组整合为原噬菌体，与宿主一起复制，直到条件触发其切换到裂解途径。在包装过程中，噬菌体偶尔会携带宿主DNA，介导转导。

Clinical relevance

噬菌体在早期分子生物学中发挥了核心作用，包括证明DNA携带遗传信息，并且它们作为基因转移的媒介、微生物群落和全球营养循环的塑造者以及对抗细菌感染的潜在治疗工具，仍然具有重要意义。

History

噬菌体由Frederick Twort和Félix d'Hérelle在20世纪10年代独立发现。从20世纪40年代开始，由Max Delbrück和Salvador Luria领导的噬菌体小组将这些病毒用作模型系统，对突变、遗传学和遗传的分子基础产生了关键的见解。

Key figures

• Félix d'Hérelle
• Frederick Twort
• Max Delbrück
• Salvador Luria

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

裂解噬菌体和溶原噬菌体有什么区别？

裂解噬菌体立即复制并破坏宿主细胞以释放新的颗粒。温和噬菌体则可以进入溶原状态，将其基因组整合到宿主中并安静地复制，直到条件触发其切换到裂解周期。