Hvordan er forskere i stand til å syntetisere et virus kunstig?
Verdens første kunstige virus ble syntetisert i slutten av 2003 av et forskerteam ledet av Craig Venter, som også var ansvarlig for den første sekvenseringen av det menneskelige genom. Viruset var en Phi-X174-bakteriofag (bakterie-eater) hvis genom har 5000 basepar, eller nukleotider. Til sammenligning har menneskets genom rundt 3 milliarder basepar.
Polioviruset, med 7500 basepar, er også blitt syntetisert fra bunnen av. Syntese av Phi-X174-viruset var en rask oppgave - med moderne teknologi tok det bare to uker. Syntese av andre virii har tatt måneder.
Prosessen begynner med syntesen av oligonukleotider, som er små lengder av nukleotid (DNA eller RNA) med rundt tjue eller færre basepar hver. Fordi biologer allerede har syntetisert oligonukleotider i mange år, finnes det DNA-syntesemaskiner som er i stand til å produsere dem automatisk. Det tok bare åtte timer å designe oligonukleotidene for Phi-X174-viruset, etterfulgt av en fire dager lang synteseprosess.
Det neste trinnet er rensing av oligonukleotidene ved gelelektroforese. De rensede oligoene blir deretter merket med spesielle kjemikalier og samlet sekvensielt, en etter en, i en prosess som kalles PCA (polymerasesykling-enhet). Etter 35 til 70 sykluser er et komplett kromosom laget av de kunstige oligoene blitt syntetisert. Ved å bruke PCR (polymerasekjedereaksjon) blir det deretter laget mange kopier av det originale kromosomet, hvorav det beste velges ved bruk av en annen syklus av gelrensing. Disse nukleotidkjedene blir deretter sirkulert fra sine lineære kromosomale former, og blir smittsomme.
De smittsomme kromosomene (virii) blir deretter transplantert til en agarplate som inneholder bakterier for konsum. I løpet av et døgn kan det allerede finnes antydelige rester av viral aktivitet og selvreplikasjon, noe som viser at syntesen var en suksess.
Syntese av kunstige virus har blitt diskutert for slike anvendelser som forurensningsreduksjon og avansert filtrering. Spesialiserte mikrober kan lages for å konsumere nesten hva som helst. På den annen side er det alltid risikoen for at en ondsinnet part vil bruke denne teknologien for å skape et virus konstruert for høy virulens eller dødelighet mot menneskelige verter.