Au cours du siècle dernier, les bactériophages ont été un objet d’étude très important pour la biologie. Les nombreuses études réalisées dans les années 1940-1960 ont permis l’éclosion de domaines importants tels que la génétique et la biologie moléculaire.
Pendant la dernière décennie, la fabrication de structures hybrides à base de phages a permis d’utiliser les propriétés biochimiques exceptionnelles des phages pour le développement de nouveaux matériaux. Associés à d’autres substances organiques ou minérales (oxydes métalliques, chalogénures, métaux, polymères, etc.), il est démontré que les phages, via les nombreuses possibilités de modification génétique de leur couronne protéique (voir les librairies de phages M13 modifiés par exemple), sont des éléments de construction particulièrement intéressants pour permettre la fabrication de nouveaux nanomatériaux isolants, conducteurs, semi-conducteurs, magnétiques, luminescents intégrables dans divers dispositifs fonctionnels, tels que les électrodes dans des batteries lithium-ion, des cellules photovoltaïques, des capteurs, des vecteurs thérapeutiques et des supports de culture cellulaire pour l’ingénierie tissulaire. Les recherches récentes essentiellement menées sur les phages M13 ont démontré la grande versatilité que présentent les phages combinés avec le génie génétique, en science des matériaux. La plupart des améliorations de la fonctionnalité des dispositifs se sont appuyées dans un premier temps sur des augmentations d’efficacité dues à la taille unitaire compacte des phages, la richesse des fonctionnalités accessibles, la sélectivité des capsides modifiées vis-à-vis de la nucléation des composantes minérales. L’assemblage contrôlé de blocs de construction en structures périodiques à longue portée, ordonnées, est un défi important dans de nombreux domaines de la science, y compris la physique, la chimie, la biologie, la science des matériaux et l’électrotechnique. Dans le cadre du développement de nanosystèmes fonctionnels, les approches ascendantes de fabrication de matériaux ont tenté d’intégrer des composantes très diverses, non seulement des tensioactifs mais aussi des protéines, des copolymères séquencés et des nanoparticules. Récemment, les propriétés uniques d’auto-assemblage de virus anisotropes du type M13 ont permis de développer des méthodes d’auto-texturation, et de créer ainsi des films auto-organisés originaux. Ces procédés qui permettent de contrôler à la fois les facteurs thermodynamiques et cinétiques au cours du processus de dépôt ont ouvert de nouvelles voies de recherche en science des matériaux grâce en particulier à la formation de films hybrides à structures hiérarchiques constitués de phages organisés sous la forme de cristaux liquides. Ces films de phages ordonnés présentent des propriétés fonctionnelles supplémentaires, telles que la couleur structurale et le filtrage optique. Les couleurs structurales ou le filtrage optique à partir de films phagiques peuvent être utilisés pour la fabrication de capteurs optiques, qui combinent les propriétés structurales du phage avec des motifs de liaisons spécifiques associés à la riche structure protéique des phages. Cette méthode d’auto-texturation de phages hybrides peut contribuer non seulement à des applications via la synthèse de nouveaux nanomatériaux hybrides mais elle peut aussi permettre au niveau fondamental d’utiliser ces systèmes comme modèles pour l’étude des processus d’assemblage de biomacromolécules dans les systèmes in vivo dans des conditions complexes et dynamiques.
