Wie können Wissenschaftler ein Virus künstlich synthetisieren?

Das erste künstliche Virus der Welt wurde Ende 2003 von einem Forschungsteam unter der Leitung von Craig Venter synthetisiert, der auch für die erste Sequenzierung des menschlichen Genoms verantwortlich war.Das Virus war ein PHI-X174-Bakteriophagen (Bakterienereigner), dessen Genom 5.000 Basenpaare oder Nukleotide hat.Im Vergleich dazu hat das menschliche Genom rund 3 Milliarden Basispaare.

Das Poliovirus mit 7.500 Basispaaren wurde ebenfalls von Grund auf synthetisiert.Die Synthese des PHI-X174-Virus war eine schnelle Aufgabe-mit zeitgenössischer Technologie dauerte es nur zwei Wochen.Die Synthese anderer Virii hat Monate gedauert.

Der Prozess beginnt mit der Synthese von Oligonukleotiden, bei denen es sich um kleine Längen von Nucleotid (DNA oder RNA) mit jeweils etwa zwanzig oder weniger Basenpaaren handelt.Da Biologen bereits seit Jahren Oligonukleotide synthetisieren, gibt es DNA -Synthesemaschinen, die sie automatisch herstellen können.Das Entwerfen der Oligonukleotide für das PHI-X174-Virus dauerte nur etwa acht Stunden, gefolgt von einem viertägigen Syntheseprozess.

Der nächste Schritt ist die Reinigung der Oligonukleotide durch Gelelektrophorese.Die gereinigten Oligos werden dann mit speziellen Chemikalien markiert und nacheinander nacheinander in einem Prozess namens PCA (Polymerase -Cycling -Assemblierung) zusammengestellt.Nach 35 bis 70 Zyklen wurde ein volles Chromosom aus den künstlichen Oligos synthetisiert.Unter Verwendung von PCR (Polymerasekettenreaktion) werden dann viele Kopien des ursprünglichen Chromosoms erzeugt, von denen das Beste unter Verwendung eines anderen Zyklus der Gelreinigung ausgewählt wird.Diese Nukleotidketten werden dann aus ihren linearen chromosomalen Formen kreisförmig und werden infektiös.Innerhalb eines Tages können bereits verräterische Überreste der viralen Aktivität und Selbstreplikation gefunden werden, was zeigt, dass die Synthese ein Erfolg war.

Die Synthese künstlicher Viren wurde für Anwendungen wie Verschmutzungsreduzierung und fortgeschrittene Filterung diskutiert.Spezialisierte Mikroben können erstellt werden, um fast alles zu konsumieren.Andererseits besteht immer das Risiko, dass eine böswillige Partei diese Technologie nutzt, um ein Virus zu schaffen, das für hohe Virulenz oder Letalität gegen menschliche Wirte entwickelt wurde.