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 sekvenci lidského genomu. Virus byl bakteriofág Phi-X174 (bakteri-jedlík), jehož genom má 5 000 párů bází nebo nukleotidů. Pro srovnání, lidský genom má kolem 3 miliard párů bází.
Virus obrny s 7500 páry párů byl také syntetizován od nuly. Syntéza viru Phi-X174 byla rychlým úkolem - při současné technologii to trvalo jen dva týdny. Syntéza dalších virii trvalo měsíce.
Proces začíná syntézou oligonukleotidů, což jsou malé délky nukleotidů (DNA nebo RNA), každý s přibližně dvaceti nebo méně páry bází. Protože biologové už roky syntetizují oligonukleotidy, existují stroje na syntézu DNA, které jsou schopné je automaticky vyrábět. Navrhování oligonukleotidů pro virus Phi-X174 trvalo pouze asi osm hodin, poté následoval proces syntézy čtyř dnů.
Dalším krokem je purifikace oligonukleotidů gelovou elektroforézou. Purifikovaná oliga se pak označí speciálními chemikáliemi a postupně se spojí, jeden po druhém, v procesu zvaném PCA (polymerase cycling assembly). Po 35 až 70 cyklech byl syntetizován plný chromozom vyrobený z umělých oligonukleotidů. Za použití PCR (polymerázová řetězová reakce) se vytvoří mnoho kopií původního chromozomu, z nichž nejlepší se vyberou pomocí dalšího cyklu gelové purifikace. Tyto nukleotidové řetězce jsou poté cirkularizovány ze svých lineárních chromozomálních forem a stávají se infekčními.
Infekční chromozomy (virii) jsou potom transplantovány na agarovou destičku obsahující bakterie pro spotřebu. Během jednoho dne již lze najít zbytky virové aktivity a samoreplikace, což ukazuje, že syntéza byla úspěšná.
Syntéza umělých virů byla diskutována pro takové aplikace, jako je redukce znečištění a pokročilé filtrování. Lze vytvořit specializované mikroby, které spotřebují téměř cokoli. Na druhou stranu vždy existuje riziko, že by zlovolná strana použila tuto technologii k vytvoření viru vytvořeného pro vysokou virulenci nebo letalitu proti lidským hostitelům.