Primul virus artificial din lume a fost sintetizat la sfârșitul anului 2003 de o echipă de cercetare condusă de Craig Venter, care a fost, de asemenea, responsabil pentru prima secvențiere a genomului uman. Virusul a fost un bacteriofag Phi-X174 (devorator de bacterii) al cărui genom are 5,000 de perechi de baze, sau nucleotide. În comparație, genomul uman are aproximativ 3 miliarde de perechi de baze.
Virusul poliomielitei, cu 7,500 de perechi de baze, a fost de asemenea sintetizat de la zero. Sintetiza virusului Phi-X174 a fost o sarcină rapidă – cu tehnologia contemporană, a durat doar două săptămâni. Sintetiza altor virii a durat luni de zile.
Procesul începe cu sinteza oligonucleotidelor, care sunt lungimi mici de nucleotide (ADN sau ARN) cu aproximativ douăzeci sau mai puține perechi de baze fiecare. Deoarece biologii sintetizează deja oligonucleotide de ani de zile, există mașini de sinteză ADN care sunt capabile să le producă automat. Proiectarea oligonucleotidelor pentru virusul Phi-X174 a durat doar aproximativ opt ore, urmată de un proces de sinteză de patru zile.
Următorul pas este purificarea oligonucleotidelor prin electroforeză pe gel. Oligo-urile purificate sunt apoi etichetate cu substanțe chimice speciale și asamblate succesiv, unul câte unul, într-un proces numit PCA (asamblare ciclică a polimerazei). După 35 până la 70 de cicluri, a fost sintetizat un cromozom complet format din oligoele artificiale. Folosind PCR (reacția în lanț a polimerazei), sunt apoi create multe copii ale cromozomului original, dintre care cele mai bune sunt selectate folosind un alt ciclu de purificare cu gel. Aceste lanțuri de nucleotide sunt apoi circularizate din formele lor cromozomiale liniare, devenind infecțioase.
Cromozomii infecțioși (virii) sunt apoi transplantați pe o placă de agar care conține bacterii pentru consum. În decurs de o zi, pot fi găsite deja rămășițe revelatoare de activitate virală și de auto-replicare, arătând că sinteza a fost un succes.
Sinteza virușilor artificiali a fost discutată pentru aplicații precum reducerea poluării și filtrarea avansată. Microbii specializați pot fi creați pentru a consuma aproape orice. Pe de altă parte, există întotdeauna riscul ca o parte rău intenționată să folosească această tehnologie pentru a crea un virus proiectat pentru o virulență ridicată sau letalitate împotriva gazdelor umane.