综述：工程化M13噬菌体：面向可编程应用的表面与形态学策略

《TRENDS IN Biotechnology》：Engineering M13 phages: surface and morphological strategies for programmable applications

本综述系统阐述了M13噬菌体作为生物纳米模板的工程化策略。文章重点介绍了通过物理吸附、化学偶联和遗传修饰（如pVIII蛋白工程）进行表面功能化，以及调控噬菌体长度与形态的形态工程方法。通过评述不同方法的原理、优势、局限及应用，旨在构建可编程的定制化噬菌体平台，以推动其在生物传感、药物递送等下游领域的创新应用。

　　

工程化M13噬菌体：表面与形态学策略概览

M13噬菌体是一种结构有序的丝状噬菌体，长期以来作为一种多功能生物纳米模板服务于各种应用领域。为了适应不同的应用需求，对其特性进行修饰和定制至关重要。

表面工程策略

表面工程旨在通过物理、化学和遗传学方法增强M13噬菌体的化学多样性。物理吸附是一种非共价修饰方式，利用噬菌体表面电荷和疏水性等物理性质实现功能分子的负载。化学偶联则通过共价键将外源分子（如荧光染料、生物素）连接到噬菌体衣壳蛋白（如主要衣壳蛋白pVIII）的特定位点，提供更稳定的修饰效果。遗传修饰是最高度可编程的策略，通过基因工程技术将外源肽段（如靶向肽、催化位点）直接融合表达在pVIII等衣壳蛋白上，从而实现功能模块的精确整合。冷冻电子显微镜（cryo-EM）技术的进步揭示了噬菌体结构的精细细节，深化了我们对遗传修饰如何影响病毒颗粒组装的理解。

形态工程方法

除了表面化学特性，M13噬菌体的形态（如长度和形状）也直接影响其功能性能，特别是在递送效率和靶向性方面。通过调控噬菌体的复制和组装过程，可以产生不同长径比的纳米纤维，甚至更复杂的定制形态。这种形态工程能够使噬菌体基材料根据特定的功能需求进行定制设计。

技术整合与未来展望

将高通量噬菌体展示技术与深度测序和机器学习相结合，正在加速特异性结合肽的发现和功能缀合物的理性设计。通过评估不同方法的原理、优势、局限性及其应用，本综述战略性地分析了现有技术，旨在创建一个可编程、定制化的噬菌体平台。该平台能够适应不同下游应用的需求，并具备持续扩展潜力以开启新的应用领域。