袁盛建，马迎飞

（1 中国科学院深圳先进技术研究院，深圳合成生物学创新研究院，中国科学院定量工程生物学重点实验室，广东省合成基因组学重点实验室，深圳市合成基因组学重点实验室，广东 深圳 518055； 2 中国科学院大学，北京 100049）

噬菌体（bacteriophage， phage）是专一感染细菌、古菌和藻类等微生物的病毒的总称，在土壤、河水、空气或生物体内都广泛存在。噬菌体于1915—1917 年被发现［1］，一个多世纪以来，由于噬菌体基因组较小（5～735 kb，中值约为50 kb［2-3］）、繁殖速度快和易于遗传操作，噬菌体研究一直在推进生物学许多领域的发展，例如遗传学、分子生物学和合成生物学。

遗传学方面，科研工作者们利用噬菌体证实了DNA 是遗传物质［4］，并确定了三联体密码子［5］；分子生物学方面，噬菌体为科学家提供了许多分子生物学工具酶，如DNA 聚合酶、限制性内切酶、连接酶等［6］，现在全球各地实验室还都在使用着噬菌体来源或者噬菌体相关的工具酶。

噬菌体研究对合成生物学领域也有重要贡献。第1个被测序的基因组就是φX174噬菌体，2003年这个噬菌体全基因组又被Ⅴenter 等［7］从头合成并拯救成为有活性的噬菌体颗粒；也正是在研究细菌如何防御噬菌体的过程中，使得科学家发现了CRⅠSPR/Cas 系统［8］，该发现获得 2020 年诺贝尔化学奖，并且正在推动一场重大的生物技术革命［9］；噬菌体在基因元件开发方面具有很大潜力，许多噬菌体衍生的基因元件已被改编用于构建基因电路。同时，噬菌体在生物圈的数量非常多，达到1031数量级［10］，而且进化出多种方式接管宿主细胞的资源来产生更多的噬菌体后代。……