Kako lahko znanstveniki umetno sintetizirajo virus?

Prvi umetni virus na svetu je sintetizirala konec leta 2003 raziskovalna skupina pod vodstvom Craiga Venterja, ki je bil odgovoren tudi za prvo sekvenciranje človeškega genoma. Virus je bil Phi-X174 bakteriofag (požiralec bakterij), katerega genom ima 5,000 baznih parov ali nukleotidov. Za primerjavo, človeški genom ima okoli 3 milijarde baznih parov.
Tudi virus otroške paralize s 7,500 baznimi pari je bil sintetiziran iz nič. Sintetizacija virusa Phi-X174 je bila hitra naloga – s sodobno tehnologijo je trajala le dva tedna. Sintetizacija drugih virij je trajala mesece.

Proces se začne s sintezo oligonukleotidov, ki so majhne dolžine nukleotidov (DNK ali RNA) s približno dvajsetimi ali manj baznimi pari vsak. Ker biologi že leta sintetizirajo oligonukleotide, obstajajo stroji za sintezo DNK, ki jih lahko izdelajo samodejno. Oblikovanje oligonukleotidov za virus Phi-X174 je trajalo le približno osem ur, čemur je sledil štiridnevni proces sinteze.

Naslednji korak je čiščenje oligonukleotidov z gelsko elektroforezo. Prečiščeni oligoki se nato označijo s posebnimi kemikalijami in sestavijo zaporedoma, enega za drugim, v procesu, imenovanem PCA (sestavljanje cikla polimeraze). Po 35 do 70 ciklih je bil sintetiziran polni kromosom, izdelan iz umetnih oligov. S pomočjo PCR (verižna reakcija s polimerazo) se nato ustvari veliko kopij izvirnega kromosoma, med katerimi so najboljše izbrane z drugim ciklom čiščenja gela. Te nukleotidne verige se nato krožijo iz svojih linearnih kromosomskih oblik in postanejo nalezljive.

Infekcijske kromosome (virii) nato presadimo na agar ploščo, ki vsebuje bakterije za uživanje. V enem dnevu je že mogoče najti očitne ostanke virusne aktivnosti in samoreplikacije, kar kaže, da je bila sinteza uspešna.
O sintezi umetnih virusov so razpravljali za aplikacije, kot sta zmanjšanje onesnaževanja in napredno filtriranje. Specializirane mikrobe je mogoče ustvariti za uživanje skoraj vsega. Po drugi strani pa vedno obstaja tveganje, da bi zlonamerna stranka uporabila to tehnologijo za ustvarjanje virusa, zasnovanega za visoko virulenco ali smrtnost proti človeškim gostiteljem.