Ruolo nella ricerca di laboratorio
I fagi hanno svolto un ruolo importante nella ricerca di laboratorio. I primi fagi studiati erano quelli designati dal tipo 1 (T1) al tipo 7 (T7). I fagi T-even, T2, T4 e T6, sono stati utilizzati come sistemi modello per lo studio della moltiplicazione dei virus. Nel 1952 Alfred Day Hershey e Martha Chase usarono il batteriofago T2 in un famoso esperimento in cui dimostrarono che solo gli acidi nucleici delle molecole di fago erano necessari per la loro replicazione all’interno dei batteri., I risultati dell’esperimento hanno sostenuto la teoria che il DNA è il materiale genetico. Per il suo lavoro con i batteriofagi, Hershey ha ricevuto il premio Nobel per la fisiologia o la medicina nel 1969. Ha condiviso il premio con i biologi Salvador Luria e Max Delbrück, i cui esperimenti con il fago T1 nel 1943 (il test di fluttuazione) hanno dimostrato che la resistenza dei fagi nei batteri era il prodotto della mutazione spontanea e non una risposta diretta a fattori ambientali. Alcuni fagi, come lambda, Mu e M13, sono utilizzati nella tecnologia del DNA ricombinante., Il fago ϕX174 fu il primo organismo ad avere tutta la sua sequenza nucleotidica determinata, un’impresa che fu compiuta da Frederick Sanger e colleghi nel 1977.
Nel 1980 biochimico americano George P. Smith ha sviluppato una tecnologia nota come fago display, che ha permesso per la generazione di proteine ingegnerizzate. Tali proteine sono state prodotte fondendo frammenti di DNA estranei o ingegnerizzati nel gene III del fago. Il gene III codifica una proteina espressa sulla superficie del virione del fago. Pertanto, le proteine di fusione del gene III assorbite dai fagi sono state visualizzate sulle superfici delle particelle di virione., I ricercatori potrebbero quindi utilizzare anticorpi sviluppati per riconoscere il frammento proteico estraneo per purificare le colture di fagi di fusione, amplificando così efficacemente la sequenza genica estranea per ulteriori studi. Il biochimico britannico Gregory P. Winter ha successivamente perfezionato la tecnologia di visualizzazione dei fagi per lo sviluppo di proteine anticorpali umane. Tali proteine potrebbero essere usate per trattare malattie nell’uomo con meno rischio di indurre reazioni immunitarie potenzialmente pericolose rispetto ai precedenti anticorpi terapeutici derivati da animali., Adalimumab (Humira), utilizzato per il trattamento dell’artrite reumatoide, è stato il primo anticorpo completamente umano prodotto tramite fago display ad essere approvato dalla Food and Drug Administration statunitense (approvato nel 2002). Per le loro scoperte relative alla visualizzazione dei fagi, Smith e Winter hanno ricevuto una parte del Premio Nobel per la chimica 2018.