展示技術，尤其是噬菌體展示技術，在許多領域得到了廣泛的應用。展示技術的理論核心是噬菌體表面的蛋白質/肽與同一噬菌體內部的編碼DNA序列之間的物理聯系。從噬菌體展示的肽/蛋白/抗體庫出發(fā)，利用下一代測序技術(NGS)日益強大的DNA測序/解碼能力，可以很容易地以高通量的方式獲得豐富的蛋白質相關信息?；谶@些信息，許多科學和臨床問題可以很容易地解決。在過去的幾年里，在NGS、液滴技術和大規(guī)模寡核苷酸合成的幫助下，我們已經見證了噬菌體展示技術在技術開發(fā)和應用方面的巨大進步。今天小編將分享當前噬菌體展示技術的最新進展。

1985年，Smith將EcoRI基因片段插入噬菌體f1的基因組中得到了最終的噬菌體，命名為fECO1，它保留了噬菌體的傳染性和外源蛋白EcoRI對抗體的可及性。fECO1的誕生標志著一種新的技術噬菌體展示技術被發(fā)明，并且正是由于這一進展，Smith教授獲得2018年諾貝爾化學獎。

作為展示技術的核心，感興趣的蛋白質在物理上與其編碼的DNA片段相連。與解碼蛋白質序列的方法相比，DNA測序技術要先進得多。利用下一代測序(NGS)的強大功能，可以通過NGS的展示平臺回答蛋白質相關的問題。除了Smith所描述的噬菌體展示系統，更多其他的展示平臺也逐漸被開發(fā)出來，如基于Ff噬菌體、λ噬菌體、T7噬菌體、T4噬菌體、大腸桿菌、植物乳桿菌、酵母等展示系統;mRNA展示技術;核糖體展示系統;和SNAP展示系統等。迄今為止，已經發(fā)表了許多關于展示平臺的綜述文章和書籍，涵蓋了展示平臺的各個方面，如基于Ff噬菌體的展示系統，基于Ff噬菌體的載體，以及展示庫建設的策略。接下來，我們將主要關注噬菌體展示技術的最新進展和新應用。

生物學的噬菌體展示
為了更清楚地介紹噬菌體展示技術和應用的最新進展，首先我們需要了解噬菌體的生命周期。以被廣泛應用絲狀噬菌體為例，如下圖所示，絲狀噬菌體由五個結構蛋白(pIII, pVI, pVII, pVIII, pIX)和一個ssDNA組成。在野生型絲狀噬菌體中，一個末端有5個pIII和pVI，另一個末端有5個pVII和pIX。剩下的pVIII，每個噬菌體約2700拷貝，與ssDNA相互作用?；蚪M長度為6407 bp。在絲狀噬菌體生命周期的早期，噬菌體的pIII與大腸桿菌的f -菌毛相互作用。一旦相互作用發(fā)生，f -菌毛開始解聚，噬菌體被拉入宿主。隨后，ssDNA被釋放到宿主中。將雙鏈DNA轉化為復制形式后，作為模板生成ssDNA并表達用于組裝子代噬菌體顆粒的蛋白質。在噬菌體展示中，外源蛋白的基因片段插入到基因組中，與結構蛋白的基因融合。結果，外源蛋白與相應的結構蛋白融合。融合蛋白和ssDNA被組裝成相同的子代噬菌體粒子。由于基因與外源蛋白質之間存在物理聯系，可以通過基因序列間接獲得蛋白質的序列。理論上，所有的結構蛋白都可以作為與外源蛋白融合的載體蛋白。而絲狀噬菌體的pIII和pVIII通常被用作載體蛋白。

噬菌體顯示技術的最新進展
噬菌體展示技術因其獨特的特性被廣泛應用于篩選配體、鑒定表位、改善目標分子性能等領域。近年來，如圖所示，隨著NGS、液滴、大量寡核苷酸合成等相關技術的發(fā)展，噬菌體展示技術得到了加速發(fā)展。

噬菌體展示的最新應用
通過噬菌體展示，可以將顯示庫中符合定義標準的克隆，如具有較高的親和力或較高的酶活性。近年來，噬菌體展示除了應用于篩選目標分子或組織的特異性配體外，還被進一步應用于血清生物標志物的篩選、抗原的鑒定、病毒感染史的調查、抗體表位的解碼、Ni2+對肽切割的篩選、蛋白性質的改善等領域。

考慮到DNA和蛋白質解碼的不同，噬菌體展示是通過解碼相應DNA獲得蛋白質氨基酸序列信息的理想平臺。近年來，隨著NGS技術、液滴技術和大量寡核苷酸合成技術的發(fā)展，噬菌體展示技術在構建噬菌體文庫、解碼顯示元素、評估文庫質量等方面取得了很大進展。然而，噬菌體展示領域仍然存在一些挑戰(zhàn)。毫無疑問，噬菌體展示將在不久的將來成為連接蛋白質和相應DNA的更理想的平臺。

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