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Method Article
O sistema de genética reversa para o vírus da febre Rift Vale cepa vacinal MP-12 é uma ferramenta útil para a criação de adicionais MP-12 mutantes com atenuação aumentada e imunogenicidade. Nós descrevemos o protocolo para gerar e caracterizar NSS cepas mutantes.
Vírus da febre Rift Valley (RVFV), que causa febre hemorrágica, distúrbios neurológicos ou cegueira em humanos, e uma alta taxa de aborto e malformação fetal em ruminantes 1, foi classificado como um HHS / USDA sobreposição agente selecionado e um grupo de risco 3 patógeno. Pertence à Phlebovírus gênero no Bunyaviridae família e é um dos membros mais virulenta dessa família. Vários sistemas de genética reversa para a cepa vacinal MP-12 RVFV 2,3, bem como cepas do tipo selvagem RVFV 4-6, incluindo ZH548 e ZH501, têm sido desenvolvidos desde 2006. O MP-12 estirpe (que é um grupo de risco 2 patógeno e um agente não-select) é altamente atenuada por várias mutações em seu M e L-segmentos, mas ainda carrega virulenta segmento S-RNA 3, que codifica uma virulência funcional NSS fator. O rMP12-C13type (C13type) transportando 69% em-frame de eliminação do NSS ORF não tem todas as funções NSS conhecida, enquanto ele replica como effictário como faz MP-12 em células VeroE6 faltando tipo I IFN. NSS induz um shut-off de transcrição de hospedeiros, incluindo interferon (IFN)-beta mRNA 7,8 e promove a degradação de double-stranded RNA-proteína quinase dependente (PKR) em nível de pós-translacionais. 9,10 IFN-beta é transcricionalmente upregulated por interferon fator de regulação 3 (IRF-3), NF-kB e proteína ativadora-1 (AP-1), ea ligação do IFN-beta para IFN-alpha/beta receptor (IFNAR) estimula a transcrição de IFN-alpha genes ou de outros genes interferon estimulada (ISGs) 11, que induz actividades de acolhimento antiviral, ao passo que a supressão anfitrião de transcrição incluindo IFN-beta gene pela NSS impede que o gene upregulations daqueles ISGs em resposta a replicação viral, embora IRF-3, NF-kB e ativador proteína-1 (AP-1) pode ser ativado por RVFV7. . Assim, o NSS é um excelente alvo para continuar a atenuar MP-12, e para melhorar a resposta imune inata anfitrião, abolindo a função de supressão de IFN-beta. Aqui, Nós descrevemos um protocolo para a geração de um recombinante MP-12 NSS codificação mutado, e fornecer um exemplo de um método de triagem para identificar mutantes NSS falta a função de suprimir a síntese de IFN-beta mRNA. Além de seu papel essencial na imunidade inata, tipo I IFN é importante para a maturação das células dendríticas e indução de uma resposta imune adaptativa 12-14. Assim, os mutantes NSS induzindo tipo I IFN são mais atenuadas, mas ao mesmo tempo, são mais eficientes na resposta do hospedeiro estimulante imunológico do tipo selvagem MP-12, o que os torna candidatos ideais para abordagens de vacinação.
1. Recuperação de recombinantes mutação NSS MP-12 codificação (s) de DNAs plasmídeo 2
2. Amplificação de P0 vírus
3. Titulação de recombinante MP-12 pelo ensaio de placa
4. Triagem de mutantes NSS faltando o tipo-I função de supressão de IFN
5. Resultados representativos:
O sistema de genética reversa consistentemente gerado viável recombinante MP-12 vírus com títulos superiores a 1 x 10 6 UFP / ml. Vírus C13type faltando funções NSS formado placas turva grandes, enquanto MP-12 formado placas claras de vários tamanhos 2 (Figura 5). Mock células infectadas pelo MEF C57/WT ou pessoas infectadas com o MP-12 não aumentou o nível de SEAP em sobrenadante de cultura em comparação com mock-células infectadas, enquanto que o sobrenadante de cultura de células infectadas com o MEF C57/WT C13type continha um aumentonível de SEAP por 14 horas após a infecção (hpi) (Figura 7). Estes resultados são consistentes com aqueles obtidos por Northern blot usando uma sonda de RNA específicas para mRNA do mouse ISG56 (Figura 8).
Figura estrutura Genoma 1. RVFV de
RVFV tem um sentido tripartite negativa ou ambisense genoma RNA chamado S, M, L e segmentos. S segmento codifica genes N e NSS de forma ambisense. N mRNA é sintetizado a partir do senso viral (sentido negativo) S-segmento, enquanto NSS mRNA é sintetizado a partir do anti-viral senso (sentido positivo) S-segmento. M-segmento codifica um mRNA M única e sintetiza the78kD, NSM, Gn ou proteínas Gc por varredura com vazamento de AUGs várias ao 5'region de mRNA M, seguido do seu clivagem co-traducional 22,23. L-segmento codifica a proteína L. As proteínas N e L são essenciais para a transcrição e replicação viral, enquanto Gn e Gc são as proteínas do envelope viral. NSS e proteínas NSM são proteínas não estruturais, que não são incorporadas partículas de vírus.
Figura 2.. Desenho de DNA plasmidial para a recuperação de recombinantes MP-12 RVFV tensão
A codificação de cDNA full-length anti-viral sentido-S, M, L ou segmento são cloneddownstream de promotor T7 e upstream de hepatite delta virus (HDV) seqüências de ribozima, designado como pProT7-S (+), pProT7-M (+), ou pProT7-L (+), respectivamente 2. T7 RNA polimerase, expresso em células BHK/T7-9 transcreve a codificação RNA full-length-S, M, L ou segmentos com fim preciso genoma 3 '. O quadro de leitura aberta (ORF) de N ou proteínas L são clonados sob encefalomiocardite vírus (EMCV) local de entrada interna ribossomo (IRES), que são designados como PT7-IRES-VN ou PT7-IRES-vL, respectivamente, para permitir que o sem tampa T7 RNA transcrito para ser reconhecido pelo ribossomos na cap-independênciamaneira dent. A ORF M é clonado, com um promotor de frango b-actina de pCAGGS plasmídeo 24, que é designado como pCAGGS-VG, para permitir a síntese de 78kD, NSM, Gn e Gc proteínas, que são gerados a partir AUGs diferentes, digitalizando leaky 23. Ambos N e proteínas L são necessários para iniciar a transcrição ou replicação do RNA, enquanto que o PT7-IRES-VN e PT7-IRES-vL não são essenciais para a recuperação de recombinantes 2 MP-12, provavelmente devido à expressão presumível fuga de Pol- II-driven capped transcrições RNA de codificação N-ORF e ORF de L-pProT7-S (+) e pProT7-L (+), respectivamente.
Figura 3. Recuperação de RVFV MP-12 a partir de DNA plasmídeo
Transfecção de células com BHK/T7-9 pProT7-S (+), pProT7-M (+), pProT7-L (+), PT7-IRES-VN, PT7-IRES-vL e pCAGGS-vG plasmídeos (Fig.1 ) gera infecciosas recombinante RVFV MP-12 tensão em sobrenadante de culturas. O sobrenadante, 5 dias após transfecção é coletado, e em várias passagens fresco Vero E6 de células para a amplificação viral. Tipicamente, mais de 1 x 10 6 UFP / ml do vírus pode ser recuperado em 3 a 4 dias após a infecção. O vírus amplificado (E6P1 vírus) é titulada usando ensaio de placa com células Vero E6 e utilizado para a análise do fenótipo e estudos de imunogenicidade.
Figura 4. S segmento de MP-12 e rMP12-C13type
A comparação do MP-12 e rMP12-C13type (C13type) S-segmentos. Em comparação com o NSS-12 da MP tensão, a ORF NSS de C13type é truncado em 69%, e é idêntico ao do clone naturalmente isolado 13 estirpe 2,25.
Figura 5. Plaque ensaio para a MP-12 (NSS funcional) e C13type (não-funcionais NSS)
A monocamada de Vero E6 células em um prato 6-bem é usado para ensaio de placa. Após 3 dias de incubação com overlay agar 0,6%, o overlay agar segundo contendo solução de vermelho neutro é adicionado. Então, as placas são contados em dias pós-infecção 4. MP-12 placas claras formas de tamanhos variados, enquanto C13type formas placas turva grande (ou focos). O bem com 1-10 placas devem ser usados para contagem.
Figura 6. Via de ativação da secreção de fosfatase alcalina (SEAP) do gene repórter em células C57/WT MEF
Interferon-beta promotor inclui as seqüências de ligação de AP-1, NF-kB e IRF-3. Replicação ativa RVFV AP-1, NF-kB e IRF-3 7,11. No entanto, o NSS inibir a liberação do complexo repressor do promotor IFN-beta, mesmo após a ligação dos fatores de transcrição, suprimindo assim a síntese de IFN-beta mRNA 26. Além disso, o NSS sequestra TFIIH p44 subunits8 e umlso promove a degradação da p62 TFIIH subunidades 27, induzindo assim uma supressão geral de transcrição de hospedeiros, incluindo IFN-alpha gene e os genes sob o promotor ISRE. C13type ou outros mutantes NSS falta IFN-beta função de supressão de induzir a síntese de IFN-beta, que por sua vez ativa o promotor IFN alfa-interferon e da resposta sensível ao elemento promotor (ISRE). IRF-7 é, então, transcricionalmente regulada por IFN-alpha/beta estimulação e ainda upregulated por IFN-alpha em apoio à IRF-3 28,29. Neste ensaio, as células C57/WT MEF codificar secretado fosfatase alcalina (SEAP) no downstream de uma seqüência artificial ligação do NF-kB, IRF-3 e IRF-7. Assim, os mutantes NSS falta IFN-beta função de supressão upregulate SEAP cuja secreção é então medido.
Figura 7. Indução da SEAP por C13type
Células C57/WT MEF (InvivoGen) foram simuladaInfectados ou infectados com o MP-12 ou rMP12-C13type (C13type) no moi de 3 (painel esquerdo) ou 0,01 (painel direito). Sobrenadantes de cultura (50 mL) com 14 hpi foram misturados com 200 mL de QUANTI-Blue (InvivoGen) substrato em 96 placa bem e os valores de DO a 650 nm foram medidos após 1 h de incubação a 37 ° C por um leitor de placas. O aumento relativo da SEAP para zombar células infectadas são mostrados. Os dados representam a média + / - desvio padrão de três experimentos independentes. O sobrenadante de cultura de células infectadas C13type mostra SEAP aumentou, sugerindo a falta de repressão da transcrição de acolhimento por NSS.
Figura 8. Northern blot com DIG marcado com sonda RNA
Tipo selvagem embrionárias de camundongos de fibroblastos (MEF), as células foram mock-infectados ou infectados com o MP-12 ou rMP12-C13type (C13type) no moi de 3. RNA total foi coletado em 7 hpi usando Trizol (Invitrogen), e do Norte blote foi realizada utilizando sonda marcada com digoxigenina RNA específicos para rato mRNA ISG56 endógena ou MP-12 mRNA N / anti-viral sentido-S-segmento 2,30. Para fazer as sondas para mouse mRNA ISG56 endógena ou RVFV N mRNA / anti-viral sentido-S-segmento, os fragmentos amplificados por PCR o primer conjunto de KpnmISG56F (TGG TAC GGG CGC TCC ACT TTC AGA GCC GCA TTC AAG GAC) e HindmISG56 (TAC AAA GGG GCT TAT TGA AGA GAA TGC TGG TGA CCA GG) para ISG56 mRNA ou KpnNF (AGT TGG TAC CAT GGA CAA CTA TCA AGA TCG TGC G) e HindNR (GGG GCT TTT CAA AGG CTG CTG TCT TGT AAG) para RVFV N mRNA / anti-viral sentido-S-segmento foram digeridos com TMN I e III Hind, e ligados em pSPT18 plasmídeo (sondas Roche. Então RNA marcadas com digoxigenina foram sintetizados usando DIG RNA Labeling Kit (SP6/T7) (Roche, Cat # 1 175 025). O 28S rRNA nível de cada amostra também é mostrado como o carregamento de controle. células tipo selvagem MEF infectados com C13type síntese mRNA induzida ISG56, enquanto os infectados com o MP-12 Não induzi-la, sugerindo a ausência de supressão anfitrião transcrição em C13type células infectadas. Os dados são consistentes com os obtidos por ensaio SEAP na Figura 6.
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Genética reversa de sistemas para RVFV foram desenvolvidos por vários grupos, utilizando T7 promoter 2,4,5 ou mouse de 3 ou 4 humanos promotor pol-I. Neste manuscrito, nós descrevemos um protocolo para gerar recombinantes RVFV MP-12 linhagens de células usando BHK/T7-9 15 que expressa estavelmente T7 RNA polimerase. A eficiência de recuperação viral variava de acordo com a condição de BHK/T7-9 células, a quantidade de plasmídeos, o número de células transfectadas ...
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Não temos nada a revelar.
Este trabalho foi financiado pelo Grant Number 5 U54 AI057156-07 através do Centro Regional de Excelência Ocidental (WRCE), um R01 AI08764301-A1 do Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas, e um financiamento interno do Sealy Center for Vaccine Development da Universidade de Texas Medical Branch.
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Nome do reagente | Companhia | Número de catálogo | Comments (opcional) |
Meio Essencial Mínimo (MEM)-alfa | Invitrogen | 32561037 | |
Dulbecco modificado de médio mínimo essencial | Invitrogen | 11965092 | |
Modificado Águia Medium (MEM 2x) | Invitrogen | 11935046 | |
Penicilina-estreptomicina | Invitrogen | 15140122 | |
Higromicina B | Cellgro | 30-240-CR | |
Triptose fosfato de caldo | Biomedicals MP | 1682149 | |
Ágar Noble | VWR | 101170-362 | |
Trânsito LT1 | Mirus | MIR2300 | |
Opti-MEM | Invitrogen | 31985070 | |
Tampa apertada Aerosol | Eppendorf | C-2223-25 | |
0,33% solução de vermelho neutro | Sigma Aldrich | N2889-100ML | |
Células C57/WT MEF | InvivoGen | mef-c57wt | |
Blasticidin S | InvivoGen | Ant-bl-1 | |
Zeocin | InvivoGen | ant-zn-1 | |
QUANTI-Blue | InvivoGen | rep-QB1 | |
BHK/T7-9 células 15 | Gifu University, Japão | ||
Células Vero E6 | ATCC | CRL-1586 |
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