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Method Article
Le système de génétique inverse pour le virus de la fièvre vallée du Rift MP-12 souche vaccinale est un outil utile pour créer des supplémentaires MP-12 mutants avec une atténuation accrue et l'immunogénicité. Nous décrivons le protocole de générer et caractériser NSs souches mutantes.
Virus de la fièvre vallée du Rift (FVR), qui provoque une fièvre hémorragique, des troubles neurologiques ou de cécité chez les humains, et un taux élevé d'avortement et de malformations fœtales chez les ruminants 1, a été classé comme un HHS / USDA chevauchent agent de sélection et un groupe de risque 3 pathogène. Il appartient au genre Phlebovirus de la famille des Bunyaviridae et est l'un des membres les plus virulents de cette famille. Plusieurs systèmes de génétique inverse pour la souche RVFV MP-12 2,3 vaccins ainsi que des souches de type sauvage RVFV 4-6, y compris les ZH548 ZH501 et ont été développés depuis 2006. Le MP-12 souche (qui est un groupe de risque 2 et un agent pathogène non-sélection) est fortement atténué par plusieurs mutations dans son M-et L-segments, mais porte toujours virulentes S-segment d'ARN 3, qui code une virulence fonctionnelle facteur, NSS. Le rMP12-C13type (C13type) transportant 69% dans le châssis-suppression de NSS ORF manque toutes les fonctions connues NSs, tandis qu'il réplique que efficient tout comme MP-12 dans des cellules dépourvues VeroE6 type I IFN. NSs induit un arrêt de la transcription de l'hôte dont l'interféron (IFN)-bêta ARNm 7,8 et favorise la dégradation de la double-brin protéine kinase dépendante de l'ARN (PKR) au niveau post-traductionnelles. 9,10 IFN-bêta est transcriptionnellement régulés par interferon regulatory factor 3 (IRF-3), NF-kB et la protéine activatrice-1 (AP-1), et la liaison de l'IFN-bêta à IFN-alpha/beta récepteur (IFNAR) stimule la transcription de l'IFN-alpha gènes ou d'autres gènes d'interféron stimulée (ISGS) 11, ce qui induit des activités d'accueil antiviraux, alors que la suppression de la transcription d'hôte incluant l'IFN-bêta du gène par le NSS empêche le gène de ceux upregulations ISGS en réponse à la réplication virale, bien que l'IRF-3, NF-kB et l'activateur protein-1 (AP-1) peut être activé par RVFV7. . Ainsi, NSS est une excellente cible pour atténuer encore MP-12, et d'améliorer la réponse immunitaire innée de l'hôte en abolissant la fonction de suppression de l'IFN-bêta. Voici, Nous décrivons un protocole pour générer un SSN-12 recombinante MP encodage muté, et fournir un exemple d'une méthode de dépistage pour identifier les mutants NSs manque la fonction pour supprimer synthèse de l'ARNm de l'IFN-bêta. En plus de son rôle essentiel dans l'immunité innée, l'IFN de type I est important pour la maturation des cellules dendritiques et l'induction d'une réponse immunitaire adaptative 12-14. Ainsi, les mutants NSs induisant l'IFN de type I sont plus atténuées, mais en même temps, sont plus efficaces pour stimuler des réponses immunitaires que l'hôte de type sauvage MP-12, qui fait des candidats idéaux pour des approches de vaccination.
1. Récupération des MP-12 recombinante mutation NSs encodage (s) à partir du plasmide ADN 2
2. L'amplification du virus de P0
3. Le titrage de recombinaison MP-12 par dosage de plaque
4. Dépistage de mutants NSs manque la fonction de suppression de type I IFN
5. Les résultats représentatifs:
Le système de génétique inverse systématiquement généré recombinants viables MP-12 virus avec des titres plus élevés que 1 x 10 6 pfu / ml. Le virus C13type manque fonctions NSs formaient des plaques trouble grandes, tandis que MP-12 formaient des plaques claires de différentes tailles 2 (figure 5). Mock cellules infectées par le MEF C57/WT ou ceux infectés par le MP-12 n'a pas augmenté le niveau de SEAP dans le surnageant de culture par rapport à la maquette de cellules infectées, tandis que le surnageant de culture de cellules infectées par le MEF C57/WT C13type contenait une augmentationniveau de SEAP par 14 heures après l'infection (hpi) (figure 7). Ces résultats sont cohérents avec ceux obtenus par Northern blot en utilisant une sonde d'ARN spécifique à la souris ISG56 ARNm (figure 8).
La structure du génome Figure 1. RVFV des
RVFV a un accord tripartite de sens négatif ou ambisens génome à ARN appelé S-M-et L-segment. S-segment de code gènes N et NSS de manière ambisens. ARNm N est synthétisée à partir de virus-sens (sens négatif) S-segment, tandis que l'ARNm de NSS est synthétisé à partir anti-viral-sens (sens positif) S-segment. M-segment de code pour un ARNm M simple et synthétise the78kD, NSM, Gn ou des protéines Gc en scannant qui fuient des AUG plusieurs région 5 'des ARNm M, suivis par leurs co-traductionnelle clivage 22,23. L-segment de code pour la protéine L. Les deux protéines N et L sont essentiels pour la transcription et la réplication virale, tandis que Gn et Gc sont les protéines de l'enveloppe virale. NSs et des protéines NSM sont protéines non structurales qui ne sont pas incorporées dans les particules virales.
Figure 2.. Conception d'ADN plasmidique pour la récupération de recombinaison RVFV MP-12 souche
L'ADNc codant pleine longueur anti-viral-sens S, M, ou L-segment sont cloneddownstream du promoteur T7 et en amont du virus de l'hépatite delta (VHD) séquences ribozyme, désigné comme pProT7-S (+), pProT7-M (+), ou pProT7-L (+), respectivement 2. T7 RNA polymérase exprimée dans les cellules BHK/T7-9 transcrit les ARN codant pleine longueur S, M, ou L-segment avec précision le génome extrémité 3 '. Le cadre de lecture ouvert (ORF) de N ou de protéines L sont clonés dans le virus de l'encéphalomyocardite (EMCV) site d'entrée interne des ribosomes (IRES), qui sont désignés comme pT7-IRES-VN ou pT7-IRES-VL, respectivement, pour permettre à la non plafonnés T7 ARN transcrit à être reconnu par les ribosomes à Cap-indépendancemanière Dent. L'ORF M est cloné sous la b-actine de poulet promoteur du plasmide pCAGGS 24, qui est désigné comme pCAGGS-VG, pour permettre la synthèse de 78kD, NSM, Gn et Gc protéines, qui sont générées à partir AUG différents en scannant fuit 23. Les deux protéines N et L sont nécessaires pour initier la transcription ou la réplication de l'ARN, alors que le pT7-IRES-VN et pT7-IRES-VL sont pas essentielles pour la récupération de 2 recombinante MP-12, probablement due à l'expression présumable fuite de Pol- II axée plafonné ARN transcrits codant pour la N-FRO et L-ORF de pProT7-S (+) et pProT7-L (+), respectivement.
Figure 3. Récupération de RVFV MP-12 à partir de l'ADN plasmidique
La transfection de cellules avec BHK/T7-9 pProT7-S (+), pProT7-M (+), pProT7-L (+), pT7-IRES-VN, pT7-IRES-VL et pCAGGS-VG plasmides (Fig.1 ) génère recombinant infectieux RVFV MP-12 souche dans le surnageant de cultures. Le surnageant à 5 jours après la transfection, sont recueillies, et repiquées dans de nouveaux cellules Vero E6 pour l'amplification virale. Généralement, plus de 1 x 10 6 pfu / ml de virus peuvent être récupérés à 3 à 4 jours après l'infection. Le virus amplifié (E6P1 virus) est titrée en utilisant essai de plaque avec Vero E6 cellules et utilisé pour l'analyse phénotypique et études d'immunogénicité.
Figure 4. S-segment du MP-12 et rMP12-C13type
La comparaison des MP-12 et rMP12-C13type (C13type) S-segments. Comparé au SNRS de MP-12 souche, l'ORF NSS du C13type est tronqué de 69%, et est identique à celle du clone naturellement isolés 13 souche 2,25.
Figure 5. Essai de plaque pour le MP-12 (NSS fonctionnelle) et C13type (non fonctionnel NSS)
La monocouche de Vero E6 cellules dans une plaque à 6 puits est utilisée pour le dosage de la plaque. Après 3 jours d'incubation avec superposition de gélose à 0,6%, la seconde couche de gélose contenant solution neutre rouge est ajouté. Ensuite, les plaques sont comptées à l'infection 4 jours post. MP-12 forme des plaques claires de tailles variées, tandis que C13type forme des plaques trouble important (ou foyers). Le bien de 10 à 100 plaques doivent être utilisés pour le comptage.
Figure 6. Voie d'activation de la phosphatase alcaline sécrétée (SEAP) gène rapporteur dans des cellules MEF C57/WT
Interféron bêta-promoteur comprend les séquences de liaison d'AP-1, NF-kB et IRF-3. Réplication active RVFV AP-1, NF-kB et IRF-3 7,11. Toutefois, NSS inhiber la libération des complexes répresseur du promoteur IFN-bêta, même après la liaison de ces facteurs de transcription, supprimant ainsi la synthèse de l'IFN-bêta ARNm 26. Par ailleurs, séquestre NSs TFIIH p44 subunits8 et unLSO favorise la dégradation de TFIIH p62 sous-unités 27, induisant ainsi une suppression d'accueil générale de transcription dont l'IFN-alpha du gène et les gènes sous le promoteur ISRE. C13type ou d'autres mutants NSs manquent fonction de suppression de l'IFN-bêta induisent IFN-bêta de synthèse, qui à son tour active le promoteur de l'IFN-alpha et l'interféron-sensibles élément de réponse (ISRE) promoteur. IRF-7 est alors transcriptionnellement régulé à la hausse par la stimulation et la IFN-alpha/beta encore régulés par l'IFN-alpha à l'appui de l'IRF-3 28,29. Dans cet essai, les cellules MEF C57/WT encoder la phosphatase alcaline sécrétée (SEAP) à l'aval d'une séquence artificielle liaison de NF-kB, IRF-3 et IRF-7. Ainsi, les mutants NSs manquent fonction de suppression de l'IFN-bêta réguler positivement SEAP dont la sécrétion est ensuite mesurée.
Figure 7. Induction de SEAP par C13type
C57/WT cellules MEF (InvivoGen) ont été maquetteInfectés ou infectés par le MP-12 ou rMP12-C13type (C13type) à moi de 3 (panneau de gauche) ou 0,01 (panneau de droite). Les surnageants de culture (50 pi) à 14 HPI ont été mélangés avec 200 pi de quanti-Bleu (InvivoGen) substrat en plaque de 96 puits et les valeurs de DO à 650 nm ont été mesurées après 1 heure d'incubation à 37 ° C par un lecteur de plaque. Les augmentations relatives de SEAP pour se moquer de cellules infectées sont affichés. Les données représentent la moyenne + / - écart-type de trois expériences indépendantes. Le surnageant de culture de cellules infectées par C13type montre SEAP augmenté, suggérant l'absence de répression de la transcription d'hôte par le NSS.
Figure 8. Northern blot avec une sonde marquée DIG-RNA
Wild-type de fibroblastes embryonnaires de souris (MEF), les cellules ont été infectées maquette ou infectés par le MP-12 ou rMP12-C13type (C13type) à moi de 3. L'ARN total a été recueilli à 7 HPI en utilisant Trizol (Invitrogen), et du Nord bbeaucoup a été réalisé en utilisant une sonde marquée à la digoxigénine ARN spécifique à la souris endogènes ISG56 ARNm ou MP-12 ARNm N / anti-viraux-sens S-segment de 2,30. Pour faire des sondes pour la souris endogènes ISG56 ARNm ou RVFV N ARNm / anti-viral-sens S-segment, les fragments PCR amplifiés par l'amorce ensemble de KpnmISG56F (GGG TGG TAC TCC CCG ACT TTC AGA GCC TTC GCA AAG ACG) et HindmISG56 (TAC AAA GCT GGG TAT AGA GAA TGC TGA TGG TGA CCA GG) pour ISG56 ARNm ou KpnNF (AGT TGG TAC CAT GGA CAA CTA TCA AGA GCT TGC G) et HindNR (GGG CAA GCT CTG TTT AGG CTG TCT TGT AAG) pour RVFV ARNm N / anti-viral-sens S-segment ont été digérés avec Kpn I et Hind III, et ligaturé dans pSPT18 plasmide (Roche. Puis sondes ARN marquées à la digoxigénine ont été synthétisés en utilisant l'ARN DIG Labeling Kit (SP6/T7) (Roche, Cat # 1 175 025). Le niveau ARNr 28S de chaque échantillon est également démontré que le contrôle du chargement. cellules MEF de type sauvage infecté par C13type induit la synthèse d'ARNm ISG56, alors que ceux infectés par MP-12 N'a pas l'induire, suggérant l'absence de répression de la transcription d'accueil en C13type cellules infectées. Les données sont cohérentes avec celles obtenues par le dosage SEAP dans la figure 6.
Systèmes de génétique inverse pour les RVFV ont été développés par plusieurs groupes en utilisant le promoteur T7 2,4,5 ou une souris 3 ou 4 humains Pol-i promoteur. Dans ce manuscrit, nous décrivons un protocole visant à générer des recombinants RVFV MP-12 souches en utilisant BHK/T7-9 cellules 15 qui expriment de façon stable la T7 RNA polymérase. L'efficacité de la récupération virale varie en fonction de l'état de BHK/T7-9 cellules, le montant des ...
Nous n'avons rien à révéler.
Ce travail a été financé par la concession numéro 5 U54 AI057156-07 par le centre régional de l'Ouest d'excellence (WRCE), 1 R01-A1 AI08764301 de l'Institut national des allergies et des maladies infectieuses, et d'un financement interne du Centre de développement des vaccins Sealy à l'Université de Texas Medical Branch.
Nom du réactif | Société | Numéro de catalogue | Commentaires (optionnel) |
Minimum Essential Medium (MEM)-alpha | Invitrogen | 32561037 | |
Modifié par Dulbecco milieu essentiel minimum | Invitrogen | 11965092 | |
Modified Eagle Medium (MEM 2x) | Invitrogen | 11935046 | |
Pénicilline-streptomycine | Invitrogen | 15140122 | |
Hygromycine B | Cellgro | 30 à 240-CR | |
Bouillon tryptose phosphate | MP Biomédical | 1682149 | |
Gélose Noble | VWR | 101170-362 | |
Transit-LT1 | Mirus | MIR2300 | |
Opti-MEM | Invitrogen | 31985070 | |
Aérosol couvercle étanche | Eppendorf | C-2223-25 | |
0,33% de solution de rouge neutre | Sigma-Aldrich | N2889-100ML | |
C57/WT cellules MEF | InvivoGen | MEF-c57wt | |
Blasticidine S | InvivoGen | Ant-bl-1 | |
Zéocine | InvivoGen | ANT-zn-1 | |
Quanti-Bleu | InvivoGen | rep-QB1 | |
BHK/T7-9 cellules 15 | Université de Gifu, au Japon | ||
Cellules Vero E6 | ATCC | LCR-1586 |
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