Hur kan forskare 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. Syntese av Phi-X174-viruset var en snabb uppgift - med modern teknik tog det bara två veckor. Syntes 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 det DNA-syntesmaskiner som kan producera dem automatiskt. Att designa oligonukleotiderna för Phi-X174-viruset tog bara cirka åtta timmar, följt av en fyra dagars syntesprocess.
Nästa steg är rening av oligonukleotiderna genom gelelektrofores. De renade oligosna märks sedan med speciella kemikalier och monteras i följd, en efter en, i en process som kallas PCA (polymerascykelaggregat). Efter 35 till 70 cykler har en full kromosom gjord av de konstgjorda oligorna syntetiserats. Med PCR (polymeraskedjereaktion) skapas sedan många kopior av den ursprungliga kromosomen, varav de bästa väljs med hjälp av en annan cykel för gelrening. Dessa nukleotidkedjor cirkuleras sedan från sina linjära kromosomala former och blir smittsamma.
De infektiösa kromosomerna (virii) transplanteras sedan till en agarplatta som innehåller bakterier för konsumtion. Inom en dag kan man redan hitta befintliga rester av viral aktivitet och självreplikation, vilket visar att syntesen var en framgång.
Syntesen av artificiella 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 för att en skadlig part skulle använda den här tekniken för att skapa ett virus konstruerat för hög virulens eller dödlighet mot mänskliga värdar.