ファージ
これは、表面タンパク質に連結した可変ペプチドを有するファージのライブラリーに関わるファージの別の使用法である。各ファージゲノムは、その表面に発現しているタンパク質の変異体をコードし(その名の由来)、変異ペプチドとそのエンコード遺伝子との間のリンクを提供する。ライブラリーからの変異ファージは、固定化された分子(例えば、ボツリヌス毒素)を中和するために、その結合親和性を通じて選抜される。結合し、選抜されたファージは、感受性のある細菌株を再感染させて増殖することができ、それにより、さらなる研究のためにファージにコードされたペプチドを回収することができる。
ファージは、細胞溶解、押し出し、または場合によっては、出芽によって放出される。尾を持ったファージによる細胞溶解は、エンドライシン(英語版)と呼ばれる酵素によって行われ、細胞壁ペプチドグリカンを攻撃して破壊する。まったく異なるタイプのファージである繊維状ファージは、宿主細胞に新しいウイルス粒子を継続的に分泌させる。放出されたウイルスは遊離したものとして説明されており、欠陥がない限りは、新しい細菌に感染する可能性がある。出芽は、特定のマイコプラズマ(Mycoplasma)ファージと関連している。ウイルス放出とは対照的に、溶原サイクルを示すファージは、宿主を殺すのではなく、むしろプロファージとして長期滞在者となる。
環境中に数百万種類のファージが存在することから、ファージのゲノムはさまざまな形と大きさを持っていると考えられる。MS2のようなRNAファージは、わずか数1,000塩基の最小のゲノムを持っている。しかし、T4のようなDNAファージの中には、数100個の遺伝子を持つ大きなゲノムを持つものもあり、カプシドの大きさや形状は、ゲノムの大きさとともに変化する。最大のバクテリオファージのゲノムは735 kbの大きさにもなる。
バクテリオファージのゲノムは、高度にモザイク化されていることがある。すなわち、多くのファージ種のゲノムは、多数の個別のモジュールで構成されているように見える。これらのモジュールは、異なる配列で他のファージ種に見られることがある。マイコバクテリオファージ(英語版)や、マイコバクテリア宿主を持つバクテリオファージは、このモザイク性の優れた例を提供してきた。これらのマイコバクテリオファージでは、遺伝子の品ぞろえは、部位特異的組換え(英語版)(一定の配列相同性を持ったセグメント間でのDNA鎖交換)および非正統的組換え(英語版)(細菌宿主の遺伝子配列のファージゲノム獲得の結果)を繰り返した結果である可能性がある。細菌ウイルスのゲノムを形成する進化の機構は、ファミリー間で異なり、核酸の種類、ウイルス構造の特徴、ウイルスのライフサイクルのモードに依存している。
この研究では、バクテリオファージ製剤はヒトの慢性耳感染症の治療に安全で効果的であると結論づけている。さらに、感染した火傷や創傷、嚢胞性線維症に伴う肺感染症など、さまざまな疾患に対するバクテリオファージの有効性を評価する動物実験やその他の実験的臨床試験が数多く行われてきた。
一方、バクテリオファージの研究者は、抗生物質耐性を克服するための遺伝子改変ウイルスの開発や、バイオフィルムマトリクスを分解する酵素をコードするファージ遺伝子、ファージの構造タンパク質、細菌の細胞壁を溶解する酵素などの遺伝子改変を行ってきた。小型で短尾型のT4ファージは、人体における大腸菌の検出に有用であることを示す結果が出ている。
多剤耐性アシネトバクター・バウマニ(MDR A. baumannii)の鼻腔感染モデルマウスを用いて、ファージカクテルの治療効果を評価した。ファージカクテルで治療したマウスは、感染後7日目に未治療マウスに比べて2.3倍の高い生存率を示した。2017年、MDR A. baumanniiによって膵臓に障害を受けた患者は、複数の抗生物質を投与されたにもかかわらず、患者の健康状態は4ヶ月の間に悪化し続けた。効果的な抗生物質がないため、患者はMDR A. baumanniiに対して有効であることが実証されている9種類のファージを含むファージカクテルを用いたファージ療法を受けた。この治療を受けると、患者の下降していた臨床経過は一転し、健康な状態に戻った。
デレーユは「バクテリオファージは、下水道、パイプからの廃棄物が流入する川、回復期の患者の便の中など、バクテリアが繁殖する場所ならどこにでもあることをすぐに知った」。これには、インドのガンジス川など、伝統的に治癒力があると考えられてきた川も含まれている。
2017年の研究では、バクテリオファージΦ3Tが短いウイルス性タンパク質を作り、宿主細菌を殺す代わりに休眠状態にある他のバクテリオファージにシグナルを送ることが明らかになった。アービトリウム(英語版)は、このタンパク質を発見した研究者がつけた名前である。