図2. バクテリオファージ溶解サイクルの段階の描写。
ここでは溶解サイクルの動作を見る。
溶原性サイクル
溶原性サイクル（図3）は、温帯または非毒性感染と呼ばれることがありますが、宿主細胞を殺すのではなく、休眠状態にある避難所とし 宿主細胞へのファージDNAの注入の後で、それはそれからprophageと名づけられるファージで符号化されたintegraseの助けによってホストのゲノムにそれ自身を、統合します。 プロファージゲノムは、宿主細胞がそこに残っている限り分裂し、子孫を産生するために必要なタンパク質を形成しないので、宿主ゲノムと共に受動的に複製される。 ファージゲノムは一般的に比較的小さいので、細菌宿主は通常、このプロセスによって比較的無傷である。
図3。 バクテリオファージ溶解生成サイクルの段階の描写。
溶解性から溶解性への移行
プロファージを含む細菌が紫外線、低栄養状態、マイトマイシンCのような化学物質などのストレッサーに曝された場合、プロファージは宿主ゲノムから自発的に抽出し、誘導と呼ばれるプロセスで溶解サイクルに入ることがある。
しかし、このプロセスは完璧ではなく、プロファージは再循環するときにDNAの一部を残したり、宿主DNAの一部を取ったりすることがあります。 彼らはその後、新しい宿主細胞に感染した場合、彼らは形質導入と呼ばれるプロセスである株から別の株に細菌遺伝子を輸送することができます。 これは、抗生物質耐性遺伝子、毒素および超抗原コード遺伝子および他の病原性形質が細菌集団を介して広がる可能性がある1つの方法である。
最近の研究では、溶解性感染症と溶解性感染症の間の移行は、クォーラム検出に似たプロセスで小さなペプチドを生成して感知することができるため、領域内のファージの存在量にも依存することが示されている4。
ファージ感染に対する細菌免疫
すべての細菌がファージ攻撃に対して無力であるわけではなく、反撃することを可能にする”免疫系”を持っています。 現在は遺伝子改変と同義であるCRISPR-Casは、Francisco Mojica5によって細菌の「適応免疫系」として最初に提案され、2005年にUniversité Paris-Sud6のグループによって独立して提案された。 ＣＲＩＳＰＲ遺伝子座は、固有の配列を有するスペーサによって分離された短い反復配列の配列である。 これらのスペーサー配列は、ファージを含むウイルスおよびプラスミドDNAと相同性を有することが見出された。 以前に囲まれていないファージによって攻撃されると、CRISPRの片側に新しいスペーサーが追加され、CRISPRは細胞とその祖先が遭遇したファージの年代記になります。 ファージ侵入に応答して、CRISPR配列が転写され、Casタンパク質と提携して、スペーサー配列に相同であるファージ配列を標的とし、破壊する。
遺伝的および分子生物学的ツールとしてのファージ
もともと大腸菌から単離されたラムダファージは、最もよく研究されたファージの一つであり、多くの遺伝的ツールの基礎を形成した。 ツールとしてのファージの使用は、最終的には分子生物学の規律7としての発展につながったと言われています。 1950年代には、サルモネラ種のゲノムを操作するためにファージの宿主DNAと組換え能力が最初に利用され、形質導入のプロセスが生まれました8。 それ以来、それは真菌遺伝子操作9、さらにはヒト遺伝子を含む多くの生物間で遺伝物質を移動させるためのビヒクルとして使用されてきました。 人間のインスリンが最初に安全かつ安価に生産されたのは、謙虚なファージのおかげでした。 また、クローンのハイスループットスクリーニング、ナノマテリアル開発10、食品の抗菌処理、診断ツール、創薬-デリバリーシステム11としての用途を開拓しています。
ファージλ x174は、Fred Sangerとcolleagues12のおかげで、その全塩基配列を決定した最初の生物であった1977年に無意識のパイオニアとなった。
ファージ療法
1928年にAlexander Flemingによって抗生物質が発見される前は、細菌感染症を治療する方法としてファージが検討されていました。 抗生物質後の時代には、抗生物質治療の便利な広域スペクトル活性は、ファージ療法に関するほとんどの組織の研究が放棄されたことを意味した。 しかし、西洋の抗生物質が不足していた旧ソ連諸国の多くでは、ファージ療法の研究は必要に応じて続けられました。 抗生物質耐性の世界的な問題の増加に伴い、近年ファージ療法分野での復活がありました。 ファージは細菌に感染し、破壊することができ、生命を脅かすinfection13を扱うのに首尾よく使用されている間、種およびある細菌の既存の免除のための緊張の特異性そして潜在性はファージの処置を目標とすることは現在些細なプロセスではないし、個々の伝染に合わなければならないことを意味する。 これはそれを高価、長くさせる。 その結果、それは現在最後の手段であり、この分野ではまだ多くの作業が必要です。
ファージファミリーツリー
ヌクレオチド配列の可用性と手頃な価格の増加に伴い、過去二十年にわたってデータベースに提出されたファージゲノムの数が爆発的に増加している14。
ファージは国際ウイルス分類委員会（ICTV）によって分類されており、2017年の更新時点で、細菌や古細菌に感染するファージのファミリーは19ファミリーである（表1）が、より遠隔地からのサンプルが増えるにつれて、これは将来的に成長する可能性が高い。
モバイルユーザーの場合は、左と右にスクロールして、以下の表データを表示します。
| Order | Family | Morphology | Nucleic acid | Examples | Subfamilies | Genera |
| Caudovirales | Ackermannviridae | dsDNA | 2 | 4 | ||
| Myoviridae | Nonenveloped, contractile tail | Linear dsDNA | T4 phage, Mu, PBSX, P1Puna-like, P2, I3, Bcep 1, Bcep 43, Bcep 78 | 6 | 41 | |
| サイフォウイルス科 | 非Enveloped,noncontractile tail(long) | 線形dsDNA | †ファージ、T5ファージ、phi、C2、L5、HK97、N15 | 11 | 100 | |
| ポドウイルス科 | 非Enveloped,noncontractile tail(short) | Linear dsDNA | T7ファージ,T3ファージ,Φ29,P22,P37 | 3 | 23 | |
| Ligamenvirales | Lipothrixviridae | 包まれた、棒状 | 線形dsDNA | Acidianus糸状ウイルス1 | 3 | |
| Rudiviridae | 非Enveloped、棒状 | 線形dsDNA | Sulfolobus islandicus棒状ウイルス1 | 1 | ||
| 未割り当て | Ampullaviridae | 包まれた、ボトルの形 | 線形dsDNA | 1 | ||
| Bicaudaviridae | 非Enveloped、レモン形 | 円形dsDNA | 1 | |||
| クラバウイルス科 | 非エンベロップド、棒状 | Circular dsDNA | 1 | |||
| Corticoviridae | Nonenveloped, isometric | Circular dsDNA | 1 | |||
| Cystoviridae | Enveloped, spherical | Segmented dsRNA | 1 | |||
| Fuselloviridae | Nonenveloped, lemon-shaped | Circular dsDNA | 2 | |||
| Globuloviridae | Enveloped, isometric | Linear dsDNA | 1 | |||
| Guttaviridae | Nonenveloped, ovoid | Circular dsDNA | 2 | |||
| Inoviridae | Nonenveloped, filamentous | Circular ssDNA | M13 | 7 | ||
| Leviviridae | Nonenveloped, isometric | Linear ssRNA | MS2, Qβ | 2 | ||
| マイクロウイルス | 非Enveloped、アイソメトリック | 円形ssDNA | Φ X174 | 2 | 6 | |
| プラズマウイルス科 | 包皮、多形 | 円形dsDNA | 1 | |||
| Tectiviridae | Nonenveloped,isometric | Linear dsDNA | 2 |
表1. 細菌および古細菌に感染するバクテリオファージのICTV分類学的分類。
1. ポジションはFW。 超微視的ウイルスの性質に関する調査。 ランセット 1915;186(4814):1241-1243. ドイ:10.1016/S0140-6736(01)20383-3
2. D’Herelle F.異腸桿菌に拮抗する目に見えない微生物について：Roux氏によって提示されたF.D’Herelle氏による簡単なメモ。 1917. “レゾナント” 2007;158(7):553-554. ドイ:10.1016/j.resmic.2007.07.005
3. Taylor NMI,Prokhorov NS,Guerrero-Ferreira RC,et al. 外装の収縮の誘発のT4ベースプレートそして機能の構造。 自然。 2016;533(7603):346-352. 土井:10.1038/17971
4. Erez Z,Steinberger-Levy I,Shamir M,et al. ウイルス間の通信は、溶解-溶解生成の決定を導く。 自然。 2017;541(7638):488-493. 土井:10.1038/21049
6. Pourcel C、Salvignol G、Vergnaud G. ペスト菌のCRISPR要素は、バクテリオファージDNAの優先的な取り込みによって新しい繰り返しを獲得し、進化研究のための追加のツールを提供します。 微生物学（読書）。 2005;151(Pt3):653-663. ドイ:10.1099/mic.0.27437-0
8. Zinder ND,Lederberg J.サルモネラにおける遺伝的交換。 J-Bacteriol. 1952;64(5):679-699. 土井：10.1128/jb.64.5.679-699.1952
11. O’Sullivan L、Buttimer C、McAuliffe O、Bolton D、Coffey A.Bacteriophage-based tools:recent advances and novel applications. 2016年5月27日に発売された。 土井:10.12688/f1000research.9705.1
12. Sanger F、Air GM、Barrell BG、et al. バクテリオファージphi X174DNAのヌクレオチド配列。 自然。 1977;265(5596):687-695. ドイ:10.1038/265687a0