概述
M13噬菌體M13噬菌體是一種絲狀噬菌體，內有一個環狀單鏈DNA分子，長6407個核苷酸，含DNA複製和噬菌體增殖所需的遺傳信息。M13DNA的複製起始位點定位在基因間隔區內。但是基因間隔區的有些核苷酸序列即使發生突變、缺失或插入外源DNA片段，也不會影響M13DNA的複製，這為M13DNA構建克隆載體提供了條件。
其中M13mp系列是對野生型M13加以改造而得到的，插入了多克隆位點和LacZ基因，可容納300-400bp外源DNA，可用於製備DNA測序時用的單鏈模板和核酸探針 。
M13噬菌體在分子生物學上通常作為質粒載體套用。
1、能在大腸桿菌(只感染雄性大腸桿菌）中自主複製，而且能連同所帶的外源DNA一起複製；
2、很容易同細菌DNA分開並加以純化；
3、有一段DNA對於它們自身在細菌中的增殖不是必需的。
因此，外源DNA可以插入這一段DNA中，或置換這一段DNA而不影響載體的複製。
生物學
組成和結構
M13噬菌體1、M13噬菌體顆粒是絲狀的，只感染雄性大腸桿菌。感染宿主後不裂解宿主細胞，而是從感染的細胞中分泌出噬菌體顆粒，宿主細胞仍能繼續生長和分裂。
2、M13噬菌體的基因組為單鏈DNA，由6407的鹼基組成（GenBank註冊號為V00604）。基因組90%以上的序列可編碼蛋白質，共有11個編碼基因，基因之間的間隔區多為幾個鹼基。
3、M13噬菌體基因組DNA為正鏈，按基因Ⅱ至基因Ⅳ方向合成，與噬菌體的mRNA序列同義。
4、M13噬菌體顆粒為絲狀長管狀結構，長880nm，直徑6~7nm 。
特點
1、能在大腸桿菌中自主複製，而且能連同所帶的外源DNA一起複製；
2、很容易同細菌DNA分開並加以純化；
3、有一段DNA對於它們自身在細菌中的增殖不是必需的。
4、溶源性，不裂解宿主菌，極大簡化噬菌體純化步驟。
因此，外源DNA可以插入這一段DNA中，或置換這一段DNA而不影響載體的複製。所以M13噬菌體是分子生物學中重要的工具載體。
增殖過程
吸附是噬菌體感染的第一步，M13噬菌體只感染具有性纖毛的菌株，攜帶F質粒的菌株可產生性纖毛。在吸附過程中，噬菌體的基因Ⅲ蛋白與性纖毛髮生作用。隨後絲狀噬菌體穿入到性纖毛，基因Ⅲ蛋白與宿主的TolQ、TolR和TolA蛋白發生作用，去除外殼蛋白，致使病毒DNA及附著於其上的基因Ⅲ蛋白進入宿主菌體內。 感染宿主後不裂解細菌細胞，只利用細胞內物質完成自身增殖，組裝成完整病毒顆粒後被宿主細胞分泌而出，宿主細胞仍能繼續生長分裂。
載體功能
單鏈DNA的酶切和連線是比較困難的，因此，M13噬菌體在用作載體時是利用其雙鏈狀態的RFDNA(複製DNA，replicative form DNA )。RFDNA很容易從感染細胞中純化出來，可以像質粒一樣進行操作，並可通過轉化方法再次導入細胞。
載體的宿主菌
M13噬菌體（1）lacZDMl5LacZ基因缺失突變體。
（2）D（lac-proAB）lac基因缺失突變體。
（3）lacIqlacI基因的突變體。
（4）proAB細菌染色體上脯氨酸生物合成酶類的編碼區域。
（5）traD36抑制F'因子接合轉移的突變。
（6）hsdRl7與hsdR4對大腸桿菌K株Ⅰ類限制-修飾系統失去限制活性但仍保留修飾功能的突變體。
（7）recA1大腸桿菌重組酶基因。
（8）supE琥珀抑制基因。
在13噬菌體載體中進行克隆時常用的宿主菌株如下:
JM101supED（lac-proAB）[F'traD36proAB+lacIqlacZDM15]
JM105JM101/hsdR4
JM107JM101/hsdR17
JM109JM101/hsdR17recA1
TG1JM101/hsdD5（不修飾不限制）
XL1-BluesupElac-hsdR17recA1[F'proAB+lacIqlacZDM15]Tn10（Tetr）
未來發展
納米材料
科學家研究發現M13噬菌體在納米材料方面的套用潛力，繪製出立體液晶的想像圖：M13噬菌體（金色）可與無機的納米晶體（紫色）連線，並且群聚排列成規則的陣列。這種薄膜，可用來製作可撓式螢幕 。生物發電
生物納米模式圖科學家稱，M13噬菌體是一種潛在的完美能源，因為這種病毒僅吞食細菌，對人體無害，綠色環保。此外，這種能源也很廉價，並且容易獲得，從一個盛放被感染細菌的燒瓶中就可以培養出上萬億個病毒。
