SMART方法

利用烈性噬菌体对抗病原菌备受关注，但天然噬菌体有局限性，在细菌宿主中对烈性噬菌体基因组进行工程改造也有挑战。研究团队提出SMART（splitting, modifying, assembling, and rebooting）方法，即把噬菌体基因组分裂成片段插入载体以克服烈性，并行修饰多个位点后组装成完整基因组并重启噬菌体。利用该方法，对T7噬菌体基因组进行分裂、删除位点得到底盘噬菌体，评估其插入能力与外源基因表达水平，最终构建出能高效裂解多种细菌的合成T7噬菌体。

SMART方法的优势

SMART方法相较于现有方法的主要优势在于，能够将整个烈性噬菌体基因组分裂成片段并克隆到细菌人工染色体（BACs）中，此前的研究尚未实现此目标，因为烈性噬菌体基因通常编码对大肠杆菌克隆宿主有毒的产物。将基因组分割到BACs中的优势如下：

（i）与通过PCR或从头化学合成制备基因组片段相比，克隆在BACs中的烈性噬菌体基因组片段能够在大肠杆菌细胞中以高保真度稳定增殖；因此，无需对工程化噬菌体进行全基因组测序以进行进一步的基因型-表型关系分析，只需对相应BAC上的工程化位点进行测序即可。

（ii）与BRED方法相比，SMART方法允许进行多重工程改造，且其筛选过程非常简单，因为它通过转化已经经过基因改造的基因组片段组装体来重启工程化噬菌体。筛选过程中不包含野生型噬菌体。

结论

合成生物学方法有望通过设计和改造噬菌体来革新噬菌体治疗，这需要对噬菌体基因组结构、功能及与宿主相互作用机制有深入了解，快速、精确且高效的基因组工程技术必不可少。SMART方法可以将整个烈性噬菌体基因组分裂成片段克隆到BACs中从而稳定增殖，程化噬菌体无需全基因组测序，且能进行多重工程改造，筛选过程简单。建立SMART方法的关键是破坏烈性噬菌体基因组中编码裂解成分的DNA区域，但多数裂解成分尚未被表征，目前虽无法预测基因组片段分裂和融合情况，但发现早期和中期基因是裂解相关基因的概率较高。SMART方法丰富了噬菌体基因组编辑工具箱，其高效性和高保真度可弥补现有工具不足。

参考文献：

Zhang H, Zhu R, Wang Z, He R, Zhang Y, Luan J, Yan Y, Zhang Y, Wang H. Programming virulent bacteriophages by developing a multiplex genome engineering method. mBio. 2025 May 23:e0358224. doi: 10.1128/mbio.03582-24.