Jak jsou vědci schopni uměle syntetizovat virus?

První umělý virus na světě byl syntetizován na konci roku 2003 výzkumným týmem vedeným Craigem Venterem, který byl také zodpovědný za první sekvenování lidského genomu. Virus byl bakteriofág PHI-X174 (bakterie), jehož genom má 5 000 párů bází nebo nukleotidy. Pro srovnání, lidský genom má asi 3 miliardy párů bází.

Virus dětské obrny, s 7 500 párůmi bází, byl také syntetizován od nuly. Syntéza viru PHI-X174 byla rychlým úkolem-s současnou technologií to trvalo jen dva týdny. Syntetizace jiných viRii trvala měsíce. Protože biologové již po léta syntetizují oligonukleotidy, existují stroje syntézy DNA, které jsou schopné je automaticky vyrábět. Navrhování oligonukleotidů pro virus Phi-X174 trvalo jen osm hodin, followed čtyřdenním procesem syntézy.

Dalším krokem je čištění oligonukleotidů gelovou elektroforézou. Purifikované Oligos jsou poté označeny speciálními chemikáliemi a sestaveny postupně, jeden po druhém, v procesu zvaném PCA (polymerázová cyklistická sestava). Po 35 až 70 cyklech byl syntetizován plný chromozom vyrobený z umělých oligos. Pomocí PCR (polymerázová řetězová reakce) se pak vytvoří mnoho kopií původního chromozomu, z nichž nejlepší jsou vybrány pomocí jiného cyklu čištění gelu. Tyto nukleotidové řetězce jsou poté cirkularizovány z jejich lineárních chromozomálních forem a stávají se infekčními.

Infekční chromozomy (virII) jsou poté transplantovány na agarovou destičku obsahující bakterie pro spotřebu. Během jednoho dne lze již najít zbytky virové aktivity a sebereplikace, což ukazuje, že syntéza byla úspěšná.

Syntéza umělých virů byla diskutována pro takové aplikace, jako je snížení znečištění a pokročilé filtrování. Specializované mikroby mohou být vytvořeny tak, aby konzumovaly téměř cokoli. Na druhé straně existuje vždy riziko, že by škodlivá strana použila tuto technologii k vytvoření viru navrženého pro vysokou virulenci nebo letalitu proti lidským hostitelům.