Hvordan er forskere i stand til kunstigt at syntetisere en virus?
Verdens første kunstige virus blev syntetiseret i slutningen af 2003 af et forskerteam ledet af Craig Venter, der også var ansvarlig for den første sekventering af det menneskelige genom. Virussen var en Phi-X174-bakteriofag (bakterie-eater), hvis genom har 5.000 basepar eller nucleotider. Til sammenligning har det menneskelige genom ca. 3 milliarder basepar.
Poliovirussen med 7.500 basepar er også blevet syntetiseret fra bunden. Syntese af Phi-X174-virussen var en hurtig opgave - med nutidig teknologi tog det kun to uger. Syntese af andre virii har taget måneder.
Processen begynder med syntesen af oligonukleotider, som er små længder af nukleotid (DNA eller RNA) med omkring tyve eller færre basepar hver. Fordi biologer allerede har syntetiseret oligonukleotider i årevis, findes der DNA-syntesemaskiner, der er i stand til at fremstille dem automatisk. Designe tog oligonukleotiderne til Phi-X174-virussen tog kun otte timer, efterfulgt af en fire-dages synteseproces.
Det næste trin er oprensning af oligonukleotiderne ved gelelektroforese. De oprensede oligoer mærkes derefter med specielle kemikalier og samles sekventielt, en efter en, i en proces, der kaldes PCA (polymerasecykling-samling). Efter 35 til 70 cyklusser er et fuldt kromosom fremstillet af de kunstige oligoer blevet syntetiseret. Ved anvendelse af PCR (polymerasekædereaktion) oprettes derefter mange kopier af det originale kromosom, hvoraf det bedste vælges under anvendelse af en anden cyklus med geloprensning. Disse nukleotidkæder cirkuleres derefter fra deres lineære kromosomale former og bliver infektiøse.
De infektiøse kromosomer (virii) transplanteres derefter til en agarplade, der indeholder bakterier til konsum. Inden for en dag kan der allerede findes markante rester af viral aktivitet og selvreplikation, hvilket viser, at syntesen var en succes.
Syntesen af kunstige vira er blevet diskuteret til sådanne anvendelser som forureningsreduktion og avanceret filtrering. Specialiserede mikrober kan oprettes til at forbruge næsten alt. På den anden side er der altid risikoen for, at en ondsindet part bruger denne teknologi til at skabe en virus, der er konstrueret til høj virulens eller dødelighed mod menneskelige værter.