Virus

Từ nguyên

Từ virus trong tiếng Việt bắt nguồn từ từ tiếng Pháp virus /viʁys/. Từ virus trong tiếng Pháp thì bắt nguồn từ từ tiếng Latinh virus, có nghĩa là chất độc. Virus được ghi nhận với nghĩa "tác nhân gây bệnh truyền nhiễm" lần đầu vào năm 1728, trước khi Dmitri Ivanovsky phát hiện ra virus vào năm 1892. Thuật ngữ virion bắt đầu có từ năm 1959, được dùng để chỉ một phần tử virus, đơn lẻ, ổn định, có khả năng lây nhiễm mà được giải phóng ra từ tế bào và hoàn toàn có thể xâm nhập các tế bào khác cùng loại.

Lịch sử

Vào những năm 1880, Louis Pasteur khi nghiên cứu về bệnh dại đã không thể tìm ra tác nhân gây ra bệnh này, và dự đoán về một mầm bệnh mà quá nhỏ để có thể phát hiện được dưới kính hiển vi. Năm 1884, nhà vi sinh vật học người Pháp Charles Chamberland đã phát minh ra một bộ lọc (được biết tới ngày nay là bộ lọc Chamberland hay bộ lọc Chamberland-Pasteur) với các lỗ có kích thước còn nhỏ hơn cả vi khuẩn. Nhờ thế, ông có thể cho một dung dịch chứa vi khuẩn chảy qua bộ lọc và hoàn toàn loại bỏ chúng khỏi dung dịch. Năm 1892, nhà sinh vật học người Nga, Dmitriy Iosifovich Ivanovskiy đã sử dụng bộ lọc này để nghiên cứu về thứ mà hiện nay được biết với tên virus khảm thuốc lá. Thí nghiệm của ông cho thấy chiết xuất từ lá cây thuốc lá nhiễm bệnh được nghiền nát vẫn có thể lây nhiễm sau khi lọc. D. I. Ivanovskiy đề xuất rằng sự nhiễm bệnh có thể là do một độc tố từ vi khuẩn gây ra, nhưng đã không theo đuổi ý tưởng đó. Lý do là vì vào thời điểm đó, người ta đã nghĩ rằng tất cả các tác nhân truyền nhiễm đều có thể bị các bộ lọc giữ lại và chỉ có thể phát triển trên một môi trường dinh dưỡng – đây là một phần của thuyết mầm bệnh. Năm 1898, nhà vi sinh người Hà Lan Martinus Beijerinck đã lặp lại thí nghiệm và tin rằng dung dịch đã lọc vẫn còn chứa một dạng tác nhân truyền nhiễm mới. Ông nhận thấy rằng tác nhân này chỉ có thể nhân lên trong tế bào mà đang phân chia, nhưng thí nghiệm của ông không chỉ ra là nó được làm từ các hạt; ông gọi tác nhân này là một contagium vivum fluidum (mầm sống có thể hòa tan) và sử dụng lại từ virus để gọi nó. Beijerinck giữ quan điểm rằng virus có bản chất là chất lỏng, tuy nhiên về sau thuyết này đã bị bác bỏ bởi Wendell Stanley, người chứng minh được chúng có dạng hạt. Trong cùng năm đó, Friedrich Loeffler và Frosch đã cho chảy lần đầu tiên dung dịch chứa virus động vật – tác nhân gây bệnh lở mồm long móng (aphthovirus) – qua một bộ lọc tương tự.
Vào đầu của thế kỷ XX, Frederick Twort - một nhà vi khuẩn học người Anh - đã khám phá ra một nhóm những virus mà xâm nhiễm vào vi khuẩn, mà nay gọi là thực khuẩn thể (bacteriophage hay phage), và nhà vi sinh học người Canada gốc Pháp Félix d'Herelle đã miêu tả về virus rằng: khi thêm chúng vào vi khuẩn trên thạch agar, sẽ tạo ra những vùng vi khuẩn bị chết. Ông đã pha loãng chính xác một dịch huyền phù những virus trên và khám phá ra rằng những dịch pha loãng cao nhất (mật độ virus thấp nhất), thay vì giết chết toàn bộ vi khuẩn, đã tạo những vùng riêng biệt gồm những cá thể bị chết. Tính toán diện tích những vùng này và nhân với hệ số pha loãng cho phép ông tính được số lượng virus trong dịch huyền phù gốc. Phage đã được báo trước sẽ là một giải pháp điều trị tiềm năng cho những bệnh như thương hàn và tả, nhưng triển vọng của chúng đã bị lãng quên cùng với sự phát triển của penicillin. Nghiên cứu về phage đã cung cấp cái nhìn sâu hơn về sự bất hoạt và kích hoạt gene, và một cơ chế hữu hiệu cho việc đưa những gene bên ngoài vào bên trong vi khuẩn.
Cho đến cuối thế kỷ XIX, virus được định nghĩa dựa trên sự lây nhiễm của chúng, khả năng chống lọc, và việc chúng đòi hỏi phải có một vật chủ. Virus đã từng chỉ được nuôi trong thực vật và động vật. Năm 1906, Ross Granville Harrison phát minh ra một phương pháp để nuôi dưỡng mô trong bạch huyết, và sau đó năm 1913, E. Steinhardt, C. Israeli, và R. A. Lambert đã sử dụng phương pháp này để phát triển virus vaccinia trong những mảnh vụn của mô giác mạc chuột lang nhà. Năm 1928, H. B. Maitland và M. C. Maitland đã nuôi virus vaccinia trong những thể huyền phù của thận gà băm nhỏ. Phương pháp của họ đã không được áp dụng rộng rãi cho tới thập niên 1950, khi poliovirus được nuôi ở quy mô lớn phục vụ việc sản xuất vaccine.
Một bước đột phá khác đến vào năm 1931, khi nhà bệnh học Hoa Kỳ Ernest William Goodpasture đã nuôi dưỡng virus cúm và vài loại virus khác trong trứng gà đã thụ tinh. Năm 1949, John Franklin Enders, Thomas Weller, và Frederick Robbins cũng nuôi cấy virus bại liệt trong tế bào phôi người, virus đầu tiên được nuôi mà không sử dụng mô thể rắn của động vật hay trứng. Công trình này cho phép Jonas Salk tạo ra một vắc-xin bại liệt hiệu quả.
Những hình ảnh đầu tiên của virus thu nhận được là nhờ sự phát minh ra kính hiển vi điện tử năm 1931 của hai kĩ sư người Đức Ernst Ruska và Max Knoll. Năm 1935, Wendell Meredith Stanley - một nhà sinh hóa và virus học người Mỹ - đã nghiên cứu virus khảm thuốc lá và nhận thấy chúng được tạo thành phần lớn từ protein. Một thời gian ngắn sau, virus này đã được phân tách thành các phần protein và RNA riêng biệt.
Virus khảm thuốc lá là dạng virus đầu tiên được tinh thể hóa và cấu trúc của nó do đó đã được làm sáng tỏ chi tiết. Những hình ảnh nhiễu xạ tia X đầu tiên của virus kết tinh đã được Bernal và Fankuchen thu được vào 1941. Dựa trên những tấm hình này, Rosalind Franklin đã khám phá ra cấu trúc DNA hoàn thiện của loại virus này vào năm 1955. Cùng trong năm đó, Heinz Fraenkel-Conrat và Robley Williams chứng minh được là chiết xuất RNA và vỏ protein của virus khảm thuốc lá có thể tự lắp ráp lại để tạo thành những virus có chức năng, cho thấy cơ chế đơn giản này có thể là cách virus sinh ra trong tế bào vật chủ.
Nửa sau của thế kỷ XX đánh dấu một kỉ nguyên vàng cho sự khám phá virus với hầu hết trong số hơn 2.000 loài virus động vật, thực vật và vi khuẩn đã được phát hiện trong những năm này. Năm 1957, virus arteri ở ngựa và virus gây bệnh tiêu chảy ở bò (một loại pestivirus) đã được phát hiện. Năm 1963, virus viêm gan siêu vi B cũng được Baruch Blumberg khám phá, và năm 1965, Howard Temin đã mô tả loại retrovirus đầu tiên. Sau đó, enzym phiên mã ngược (Reverse transcriptase), loại enzym quan trọng mà retrovirus sử dụng để phiên mã RNA của chúng thành DNA, được miêu tả lần đầu vào năm 1970, một cách độc lập bởi Howard Martin Temin và David Baltimore. Năm 1983, nhóm nghiên cứu của Luc Montagnier tại Viện Pasteur ở Pháp, đã lần đầu tiên phân lập một loại retrovirus được biết với tên gọi ngày nay là virus suy giảm miễn dịch ở người (HIV).

Đặc điểm đời sống

Có những ý kiến khác nhau về việc liệu virus có phải là một dạng sống không, hay chỉ là những cấu trúc hữu cơ tương tác với những sinh vật sống. Chúng đã được mô tả là "những sinh vật bên lề của sự sống" ("organisms at the edge of life"), do chúng giống với những cơ thể sống ở chỗ chúng mang những gene và tiến hóa nhờ quá trình chọn lọc tự nhiên, và có thể sinh sản băng cách tạo ra rất nhiều bản sao của chính chúng bằng cách tự lắp ráp. Dù vậy, chúng lại không có cấu trúc tế bào, thứ mà thường được coi như đơn vị cơ bản của sự sống. Virus cũng không có hệ thống trao đổi chất của riêng chúng, và đòi hỏi phải có một tế bào chủ để tạo ra cá thể mới. Chúng do đó không thể sinh sản tự nhiên bên ngoài tế bào vật chủ – dù một số loài vi khuẩn như Rickettsia và Chlamydia được công nhận là sinh vật sống cũng có giới hạn tương tự. Những dạng sống được chấp nhận thường phải sử dụng phân chia tế bào để sinh sản, trong khi virus lại tự lắp ráp bên trong tế bào. Chúng cũng khác với sự tăng trưởng tự động của những tinh thể, do chúng được thừa hưởng những đột biến di truyền và phải chịu sự chọn lọc tự nhiên. Sự tự lắp ráp của virus trong tế bào chủ có ý nghĩa quan trọng cho việc nghiên cứu nguồn gốc sự sống, và củng cố niềm tin cho giả thuyết về việc sự sống có thể đã bắt đầu từ những phân tử hữu cơ tự lắp ráp.

Ảnh hưởng đến tế bào vật chủ

Phạm vi của những tác động về cấu trúc và sinh hóa của virus lên tế bào vật chủ là rất rộng lớn. Chúng được gọi là những tác động bệnh tích tế bào. Hầu hết những sự xâm nhiễm virus cuối cùng đều dẫn đến cái chết của tế bào vật chủ. Nguyên nhân gây ra chết bao gồm làm tan tế bào (tiêu bào), thay đổi màng ngoài tế bào và chết rụng tế bào. Thường tế bào bị chết là do việc ngừng lại các hoạt động thông thường của nó gây ra do sự ức chế của những protein đặc trưng của virus, dù không phải tất cả số đó đều là thành phần của các hạt virus.
Một số virus không gây ra sự thay đổi rõ ràng đối với tế bào bị nhiễm. Tế bào mà virus tiềm tan và bất hoạt thì cho thấy rất ít dấu hiệu bị nhiễm và thường hoạt động bình thường. Điều này gây nên sự nhiễm bệnh dai dẳng và virus thường 'ngủ đông' trong nhiều tháng hoặc nhiều năm. Điển hình cho việc này là những virus herpes. Một số loại, như virus Epstein-Barr, có thể khiến tế bào tăng sinh mà không gây ra khối u ác tính, trong khi một số loại khác như virus papilloma lại được xem là một nguyên nhân được xác nhận của bệnh ung thư.

Biên độ vật chủ

Virus chính là những thực thể sinh học dồi dào nhất từ trước tới nay trên Trái Đất, và chúng có số lượng đông hơn tất cả những loài khác cộng lại với nhau. Chúng có thể xâm nhiễm lên tất cả các dạng tế bào bao gồm của động vật, thực vật, vikhuẩn, vi khuẩn cổ và nấm. Tuy nhiên, những loại khác nhau của virus thì chỉ có thể lây nhiễm trên một phạm vi giới hạn những vật chủ khác nhau, và nhiều loại có tính đặc hiệu loài. Một số, ví dụ như virus đậu mùa, chỉ có thể nhiễm vào một loài duy nhất – trong trường hợp này là con người, và vì thế chúng được nói rằng có "biên độ vật chủ" (host range) hẹp. Những virus khác, ví dụ như virus dại, có thể lây lan trên nhiều loài động vật có vú, và do vậy có biên độ rộng. Virus mà chỉ lây nhiễm vào thực vật thì vô hại với động vật, và hầu hết virus mà xâm nhiễm lên các động vật khác thì vô hại với con người. Biên độ vật chủ của một số virus vi khuẩn - bacteriophage - thì bị giới hạn vào chỉ duy nhất một chủng vi khuẩn và chúng có thể được dùng để truy nguyên nguồn gốc bùng phát bệnh truyền nhiễm bằng một phương pháp gọi là phân loại bằng phage (phage typing).

Dịch tễ học

Dịch tễ học virus là một nhánh của y học, nghiên cứu sự lây truyền và kiểm soát bệnh truyền nhiễm do virus gây ra ở con người. Sự lây truyền của virus có thể theo chiều dọc, tức từ mẹ sang con, hoặc chiều ngang, tức từ người này sang người khác. Những ví dụ về truyền bệnh theo chiều dọc là virus viêm gan B và HIV, ở đây trẻ con sinh ra đã bị nhiễm virus lây từ mẹ. Một ví dụ khác, hiếm hơn, là virus varicella zoster, loại mặc dù chỉ gây ra sự nhiễm bệnh tương đối nhẹ ở người, lại có thể gây tử vong với thai nhi và trẻ sơ sinh.
Truyền bệnh theo chiều ngang là cơ chế lây lan virus phổ biến nhất trong quần thể. Sự lây bệnh có thể xảy ra khi: chất dịch cơ thể được trao đổi trong hoạt động tình dục (ví dụ HIV); máu được trao đổi do truyền máu bị nhiễm bệnh hoặc dùng chung kim tiêm (ví dụ virus viêm gan C); trao đổi nước bọt qua đường miệng (ví dụ virus Epstein-Barr); thực phẩm và nước bị nhiễm bẩn đi qua đường tiêu hóa (ví dụ norovirus); hít phải các sol khí chứa virion (ví dụ virus cúm); và các vector côn trùng như muỗi đưa mầm bệnh xâm nhập qua da của người bệnh (ví dụ sốt xuất huyết). Tỷ lệ hoặc tốc độ lây truyền bệnh virus phụ thuộc vào các nhân tố như mật độ dân số, số cá thể nhạy cảm (như những người không miễn dịch), chất lượng y tế và thời tiết.
Dịch tễ học được ứng dụng để phá vỡ chuỗi lây nhiễm trong các quần thể đang phải chịu sự bùng phát dịch bệnh do virus. Các phương pháp kiểm soát được dựa trên những kiến thức về cách mà virus lây lan. Việc tìm ra nguồn bệnh của sự bùng phát dịch và việc xác định virus rất quan trọng. Một qua virus đã được định danh, chuỗi lan truyền có thể được phá vỡ nhờ các vắc-xin; hoặc khi vắc-xin không có sẵn thì vệ sinh và khử trùng cũng có thể có hiệu quả. Thông thường, những người nhiễm bệnh bị cô lập khỏi phần còn lại của cộng đồng, và những người đã tiếp xúc với virus sẽ bị đặt trong tình trạng cách ly. Để khống chế sự bùng phát bệnh lở mồm long móng ở bò tại Anh năm 2001, hàng ngàn con bò đã bị giết. Hầu hết bệnh truyền nhiễm do virus ở người và các động vật khác có thời kỳ ủ bệnh khi sự nhiễm bệnh không gây ra dấu hiệu hay triệu chứng nào. Thời gian ủ bệnh do virus dao động từ một vài ngày đến vài tuần, được biết với hầu hết bệnh do virus. Mặc dù có hơi chồng lấn lên nhau, nhưng chủ yếu diễn ra sau thời kỳ ủ bệnh là một thời kỳ lây lan— giai đoạn mà một cá thể nhiễm bệnh dễ lây nhiễm và có thể lây sang những người hay động vật khác. Điều này cũng xảy ra với nhiều bệnh virus, và hiểu biết về độ dài của hai thời kỳ rất quan trọng đối với sự kiểm soát các trận dịch. Khi sự bùng phát gây nên một tỷ lệ cao bất thường các ca bệnh trong một cộng đồng hay một vùng, chúng được gọi là những "dịch bệnh" hay "dịch" (epidemic). Nếu sự bùng phát lan ra toàn thế giới, chúng được xem như những "đại dịch" (pandemic).

Phòng tránh và chữa trị

Vì lý do virus sử dụng các con đường trao đổi chất quan trọng trong tế bào cho việc sinh sản, nên nói chung rất khó để loại bỏ chúng mà không sử dụng những loại thuốc gây ra những ảnh hưởng độc hại đến tế bào chủ. Những cách tiếp cận y tế hiệu quả nhất đối với bệnh do virus là sử dụng tiêm chủng để cung cấp khả năng miễn dịch đối với sự xâm nhiễm của virus, và dùng thuốc kháng virus để can thiệp có chọn lọc lên quá trình nhân lên của chúng.

Lây nhiễm trên các loài khác

Virus lây nhiễm lên tất cả các dạng sống tế bào và, dù virus xuất hiện rất phổ biến, thì mỗi loài sinh vật có tế bào đều có một phạm vi cụ thể những virus mà thường chỉ xâm nhiễm duy nhất lên loài đó. Một số virus, gọi là những vệ tinh, chỉ có nhân lên ở trong những tế bào mà đã từng bị xâm nhiễm bởi một virus khác. Virus là những tác nhân gây bệnh quan trọng ở gia súc. Những bệnh như lở mồm long móng và lưỡi xanh là những ví dụ về bệnh gia súc gây ra do virus. Các loài vật cưng như chó, mèo hay ngựa, nếu không được tiêm phòng, cũng dễ nhạy cảm với những bệnh virus nghiêm trọng. Bệnh virus parvo ở chó gây ra do một loại virus DNA nhỏ và sự nhiễm bệnh thường dẫn đến tử vong ở chó con. Các loài không xương sống, ví dụ như ong mật, cũng dễ bị lây nhiễm nhiều bệnh do virus. Tuy nhiên, hầu hết virus đều chung sống một cách vô hại với vật chủ và không gây ra bất kỳ dấu hiệu hay triệu chứng bệnh nào.

Vi khuẩn cổ

Một số loại virus sinh sản được bên trong vi khuẩn cổ; chúng là những virus DNA sợi đôi với hình dáng bất thường và đôi khi là độc nhất vô nhị. Những virus này đã được nghiên cứu chi tiết nhất ở những vi khuẩn cổ ưa nhiệt, đặc biệt trong bộ Sulfolobales và Thermoproteales. Sự phòng ngự chống lại những virus này có thể liên quan tới sự can thiệp RNA từ các trình tự DNA lặp lại bên trong bộ gene vi khuẩn cổ, thứ mà có liên hệ với những gene của virus.

Vai trò trong hệ sinh thái nước

Một muỗng cà phê nước biển có chứa khoảng một triệu con virus. Chúng rất cần thiết cho sự điều hòa hệ sinh thái nước mặn và nước ngọt. Hầu hết những virus này đều là bacteriophage, những loại vô hại đối với thực vật và động vật. Chúng lây nhiễm và tiêu diệt vi khuẩn trong các cộng đồng vi sinh dưới nước, làm nên cơ chế quan trọng nhất trong sự tái chế carbon ở môi trường đại dương. Những phân tử hữu cơ được giải phóng ra khỏi tế bào vi khuẩn sẽ kích thích sự phát triển mới của vi khuẩn và tảo.
Những vi sinh vật chiếm hơn 90% tổng sinh khối ở biển. Ước tính rằng virus đã giết và giải phóng xấp xỉ 20% của lượng sinh khối đấy mỗi ngày và chúng có số lượng nhiều gấp 15 lần số lượng của vi khuẩn và vi khuẩn cổ ở đại dương. Virus là tác nhân chính gây nên sự tàn phá nhanh chóng của các đợt tảo nở hoa, hiện tượng mà thường giết hại những sinh vật biển khác.
Số lượng virus trong đại dương giảm khi đi ra ngoài khơi và sâu vào trong nước, nơi có ít vật chủ hơn.
Những ảnh hưởng của virus đại dương rất sâu rộng; bằng cách gia tăng lượng quang hợp ở biển, virus là nguyên nhân gián tiếp làm giảm lượng khí cacbonic trong khí quyển vào khoảng xấp xỉ 3 tỉ tấn cacbon mỗi năm.
Giống như bất cứ sinh vật nào, động vật có vú ở biển cũng nhạy cảm với các bệnh do virus. Vào năm 1988 và 2001, hàng ngàn con hải cẩu đã bị giết hại ở châu Âu do virus sài sốt hải cẩu (PDV). Nhiều loại virus khác, như calicivirus, herpesvirus, adenovirus và parvovirus, cũng lưu hành trong cách quần thể động vật có vú đại dương.

Khoa học sự sống và y học

Virus là những sinh vật rất quan trọng trong nghiên cứu sinh học phân tử và sinh học tế bào do chúng cung cấp những hệ thống đơn giản mà có thể sử dụng để thao tác và nghiên cứu các chức năng của tế bào. Những nghiên cứu và ứng dụng của virus đã đem tới những thông tin giá trị về các khía cạnh của sinh học tế bào. Ví dụ, virus rất hữu dụng trong nghiên cứu di truyền học và giúp đỡ cho sự hiểu biết của chúng ta về các cơ chế cơ bản của di truyền học phân tử, như tái bản DNA, phiên mã, xử lý RNA, dịch mã, vận chuyển protein, và miễn dịch.
Di truyền học thường sử dụng virus như những vector để đưa các gene vào tế bào mà họ đang nghiên cứu. Điều này rất có ích để tạo nên tế bào mà sản xuất ra một chất ngoại lai, hoặc nghiên cứu ảnh hưởng của việc đưa gene mới vào trong bộ gene. Theo cách tương tự, liệu pháp virus (virotherapy) sử dụng những virus như những vector để điều trị các bệnh khác nhau, do chúng có thể nhắm đến các tế bào và DNA một cách đặc hiệu. Điều này cho thấy ứng dụng rất triển vọng của virus trong việc điều trị bệnh ung thư và trong liệu pháp gene. Các nhà khoa học Đông Âu cũng đã sử dụng liệu pháp phage như là một sự thay thế cho thuốc kháng sinh trong một thời gian, và mối quan tâm đến cách tiếp cận này đang gia tăng, bởi vì sự đề kháng kháng sinh ở mức độ cao hiện nay đã được tìm thấy ở một số vi khuẩn gây bệnh.
Sự biểu hiện các protein dị thể bởi virus là cơ sở cho một vài quy trình sản xuất hiện đang được dùng để sản xuất nên nhiều protein như kháng nguyên của vắc-xin và kháng thể. Người ta gần đây cũng đã phát triển những quy trình công nghiệp sử dụng vector virus; và một số các protein dược phẩm hiện nay đang trong quá trình thử nghiệm tiền lâm sàng và lâm sàng.

Khoa học vật liệu và công nghệ nano

Những xu hướng hiện nay trong công nghệ nano hứa hẹn sẽ đem lại việc ứng dụng virus một cách linh hoạt hơn. Theo quan điểm của các nhà khoa học vật liệu, virus có thể được xem như những hạt nano hữu cơ. Bề mặt của chúng chứa những công cụ đặc biệt được thiết kế để vượt qua các rào chắn của tế bào vật chủ. Kích cỡ và hình dạng của virus, cũng như số lượng và bản chất của các nhóm chức năng trên bề mặt chúng, đã được xác định một cách chính xác. Như vậy, virus có thể được sử dụng phổ biến trong khoa học vật liệu như giá đỡ cho những sửa đổi bề mặt được liên kết cộng hóa trị. Một phẩm chất đặc biệt của virus là chúng có thể được điều chỉnh nhờ tiến hóa có định hướng. Các kĩ thuật mạnh mẽ được phát triển trong các ngành khoa học sự sống đã đang trở thành nền tảng cho hướng tiếp cận kĩ thuật về vật liệu nano, mở ra một loạt những ứng dụng rộng rãi vượt ra khỏi sinh học và y học.
Do kích thước, hình dạng, và cấu trúc hóa học dễ xác định, virus được sử dụng như những bản mẫu để tạo nên những vật liệu ở cấp độ nano. Những ví dụ gần đây bao gồm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Mỹ ở Washington, D.C., sử dụng các phần tử virus khảm đậu đũa (CPMV) để khuếch đại những tín hiệu trong cảm biến dựa trên DNA microarray. Trong ứng dụng này, các hạt virus tách riêng các thuốc nhuộm huỳnh quang sử dụng cho báo hiệu để ngăn ngừa sự hình thành các dimer (chất nhị trùng) mà đóng vai trò là những tác nhân dập tắt huỳnh quang. Một ví dụ khác là việc sử dụng CPMV như một bộ cắm dây có kích thước nano dùng trong điện tử học phân tử.

Virus nhân tạo

Nhiều virus có thể được tổng hợp "từ đầu" ("de novo") và virus nhân tạo (virus tổng hợp) đầu tiên đã được tạo ra năm 2002. Mặc dù phần nào bị hiểu sai, nó thực chất không phải là một virus thực sự được tổng hợp, mà thay vào đó là bộ gene DNA của nó (nếu đó là virus DNA) hoặc một bản sao DNA bổ sung (cDNA) của bộ gene của nó (nếu đó là virus RNA). Với nhiều họ virus, DNA hay RNA nhân tạo dạng trần (khi được chuyển đổi lại bằng enzym từ phân tử cDNA) có khả năng lây nhiễm khi được đưa vào bên trong tế bào. Chúng có chứa tất cả các thông tin cần thiết để sản xuất những virus mới. Công nghệ này hiện nay được sử dụng để nghiên cứu những chiến lược vắc-xin mới. Khả năng tổng hợp nên những virus đã có những hệ quả sâu rộng,bởi virus nhờ vậy không bao giờ có thể coi là tuyệt chủng nếu trình tự bộ gene của chúng còn được biết đến và các tế bào cho phép tiếp nhận vẫn có sẵn. Hiện nay, trình tự bộ gene đầy đủ của 2408 loại virus khác nhau (bao gồm cả đậu mùa) đã được công bố công khai ở một cơ sở dữ liệu trực tiếp, được duy trì bởi Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ.