Hur kan forskare artificiellt syntetisera ett virus?
Världens första konstgjorda virus syntetiserades i slutet av 2003 av ett forskarteam under ledning av Craig Venter, som också var ansvarig för den första sekvenseringen av det mänskliga genomet. Viruset var en phi-x174 bakteriofag (bakterieätare) vars genom har 5 000 baspar, eller nukleotider. Som jämförelse har det mänskliga genomet cirka 3 miljarder baspar.
Polioviruset, med 7 500 baspar, har också syntetiserats från början. Att syntetisera phi-x174-viruset var en snabb uppgift-med modern teknik tog det bara två veckor. Syntetisering av andra virii har tagit månader.
Processen börjar med syntesen av oligonukleotider, som är små längder av nukleotid (DNA eller RNA) med cirka tjugo eller färre baspar vardera. Eftersom biologer redan har syntetiserat oligonukleotider i flera år finns DNA -syntesmaskiner som kan tillverka dem automatiskt. Att utforma oligonukleotiderna för phi-x174-viruset tog bara cirka åtta timmar, foLångt av en fyra-dagars syntesprocess.
Nästa steg är rening av oligonukleotiderna genom gelelektrofores. De renade oligosna är sedan taggade med speciella kemikalier och monteras i följd, en efter en, i en process som kallas PCA (polymerascykelmontering). Efter 35 till 70 cykler har en fullständig kromosom tillverkad av de konstgjorda oligoserna syntetiserats. Med användning av PCR (polymeraskedjereaktion) skapas sedan många kopior av den ursprungliga kromosomen, vars bästa väljs med hjälp av en annan cykel av gelrening. Dessa nukleotidkedjor cirkulariseras sedan från deras linjära kromosomala former och blir smittsamma.
De infektiösa kromosomerna (virii) transplanteras sedan till en agarplatta som innehåller bakterier för konsumtion. Inom en dag kan Telltale-rester om viral aktivitet och självreplikation redan hittas, vilket visar att syntesen var en framgång.
Syntesen av konstgjorda virus har diskuterats för sådana tillämpningar som föroreningsminskning och avancerad filtrering. Specialiserade mikrober kan skapas för att konsumera nästan vad som helst. Å andra sidan finns det alltid risken att ett skadligt parti skulle använda denna teknik för att skapa ett virus konstruerat för hög virulens eller dödlighet mot mänskliga värdar.