El primer virus artificial del mundo fue sintetizado a finales de 2003 por un equipo de investigación dirigido por Craig Venter, quien también fue responsable de la primera secuenciación del genoma humano. El virus era un bacteriófago Phi-X174 (devorador de bacterias) cuyo genoma tiene 5,000 pares de bases o nucleótidos. En comparación, el genoma humano tiene alrededor de 3 mil millones de pares de bases.
El virus de la polio, con 7,500 pares de bases, también se ha sintetizado desde cero. Sintetizar el virus Phi-X174 fue una tarea rápida; con la tecnología actual, solo tomó dos semanas. Sintetizar otros virii ha llevado meses.
El proceso comienza con la síntesis de oligonucleótidos, que son pequeñas longitudes de nucleótidos (ADN o ARN) con alrededor de veinte pares de bases o menos cada uno. Debido a que los biólogos ya han estado sintetizando oligonucleótidos durante años, existen máquinas de síntesis de ADN que son capaces de fabricarlos automáticamente. El diseño de los oligonucleótidos para el virus Phi-X174 solo tomó alrededor de ocho horas, seguido de un proceso de síntesis de cuatro días.
El siguiente paso es la purificación de los oligonucleótidos mediante electroforesis en gel. Luego, los oligos purificados se etiquetan con productos químicos especiales y se ensamblan secuencialmente, uno por uno, en un proceso llamado PCA (ensamblaje de ciclo de polimerasa). Después de 35 a 70 ciclos, se sintetizó un cromosoma completo hecho de oligos artificiales. Usando PCR (reacción en cadena de la polimerasa), se crean muchas copias del cromosoma original, las mejores de las cuales se seleccionan usando otro ciclo de purificación en gel. Estas cadenas de nucleótidos luego se circularizan a partir de sus formas cromosómicas lineales, volviéndose infecciosas.
Los cromosomas infecciosos (virii) se trasplantan luego a una placa de agar que contiene bacterias para su consumo. En un día, ya se pueden encontrar restos reveladores de actividad viral y autorreplicación, lo que demuestra que la síntesis fue un éxito.
Se ha analizado la síntesis de virus artificiales para aplicaciones como la reducción de la contaminación y el filtrado avanzado. Se pueden crear microbios especializados para consumir casi cualquier cosa. Por otro lado, siempre existe el riesgo de que una parte malintencionada use esta tecnología para crear un virus diseñado para alta virulencia o letalidad contra huéspedes humanos.