בקטריופאג'ים הם נגיפים התוקפים חיידקים מזנים ספציפיים. ניתן לתאר בקטריופאג' כמולקולת דנ"א (או רנ"א) העטופה ומוגנת על-ידי כמות גדולה של חלבונים זהים. לבקטריופאג'ים ישנם חלבונים נוספים בכמות קטנה שמאפשרים הדבקה וכן בנייה מחדש ויציאה מהחיידק. כאשר בקטריופאג' מתקיף (או "מדביק") חיידק, האינפורמציה הגנטית של הנגיף התוקף מוזרקת אל התא, והחיידק, אשר מניח כי זהו הדנ"א שלו, משכפל את המידע הגנטי ובכך יוצר נגיפים חדשים. בנוסף לנגיפים התוקפים חיידקים, ישנם כאלה התוקפים כמעט כל סוג של אורגניזם בטבע כולל צמחים, דגים וכמובן בני אדם. מטרת המחקר הנוכחי היא להבין את המבנה של נגיפים בקטריופאג'ים תוך שימוש בטכניקה של תהודה מגנטית גרעינית (תמ"ג). שיטה זו מבוססת על התגובה של אטומים לשדות מגנטיים, כאשר האותות המתקבלים מהם מלמדים אותנו על סביבתם הכימית. טכניקת התמ"ג מאפשרת לנו לחקור את המבנה של הנגיפים בהפרדה (רזולוציה) אטומית, כלומר, ניתן לדעת היכן ממוקם כל אטום, או מהי סביבתו הכימית של כל אטום. לעתים קרובות קשה לטפל במחלות נגיפיות משום שהנגיפים עוברים מוטציות, לפיכך מטרתנו היא גם להבין כיצד מוטציות משפיעות על המבנה ועל ההתנהגות של נגיפים. המחקר הנוכחי התרכז בשני סוגים שונים של בקטריופאג'ים. הבקטריופאג' T7 הוא באופן יחסי נגיף גדול, בעל קוטר של כ-50 ננומטר (במטר אחד ישנם אלף-מיליון ננומטרים). ל-T7 יש דנ"א דו-גדילי, והמחקר שלנו הראה שהוא מסודר מאוד ויש לו צורה שנקראת "צורה-B" (B-form). מחקר זה היה הראשון מסוגו שנקט שימוש בתמ"ג כדי להבין את המבנה של דנ"א מסדר גודל כזה (כ-40 אלף זוגות בסיסים; כל מולקולת דנ"א היא כידוע רצף של מספר רב של בסיסים החוזרים על עצמם). במחקר נוסף התמקדנו בבקטריופאג' מסוג שונה שנקרא M13. לבקטריופאג' זה יש צורה של סיב גמיש (פילמנט); מולקולת הדנ"א (חד-גדילי במקרה זה) מוארכת ועטופה באלפי יחידות של חלבון מעטפת קטן. האורך הכולל שלו הוא כמיקרון אחד (מיליונית המטר) וקוטרו כ-7 ננומטר. בעזרת שיטת התמ"ג הצלחנו לפענח את המבנה של M13 ברזולוציה אטומית. כלומר, אנו יודעים היכן נמצא כל אטום במעטפת הנגיף (וישנם מיליוני אטומים בנגיף יחיד). גילינו שלנגיף סימטריה מאוד גבוהה ושניתן לתאר את מבנהו כגליל (או צילינדר) המורכב מכמה מאות מחומשים, שמרוחקים 1.6 ננומטר זה מזה ומסובבים בזווית של כ-180 מעלות זה כלפי זה. כלומר, כל שני מחומשים שמפריד ביניהם מחומש שלישי מצויים כמעט האחד מעל רעהו. כל נקודה במחומש היא חלבון סלילי שמעוקל מעט. הכוחות המחזיקים את מעטפת הנגיף הם הידרופוביים ("שונאי מים") ולמעשה משמשים כדבק חזק שעוטף בצורה ספירלית את כל הנגיף. במסגרת המחקר זיהינו גם כי בין מעטפת החלבונים למולקולות הדנ"א ישנן מולקולות מים ש"משמנות" את משטח הקישור ומאפשרות בזמן הדבקה לדנ"א להחליק אל תוך התא. בנוסף, מחקר על מוטנט של אותו הנגיף חשף שינויים מבניים שהתקדמו לאורך כל המבנה ושינו במעט את הסימטריה שלו. כתוצאה מכך היה גם שינוי בצורה בה נגיפים רבים במרחב קטן נערכים בצורה של גביש נוזלי. את המבנה המדויק ניתן למצוא במאגר המידע הבינלאומי לחיידקים (ה-PDB) תחת מספר קוד 2MJZ (קישור: http://dx.doi.org/10.2210/pdb2mjz/pdb) וכן תחת הערך של M13 בוויקיפדיה.