JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Immunology and Infection

Redding en karakterisering van het recombinante virus van een nieuwe infectieuze kloon van de Zika Virus

Published: June 7th, 2017

DOI:

10.3791/55857

1Department of Microbiology, Immunology, and Pathology, Colorado State University, 2Division of Vector-Borne Diseases, Centers for Disease Control and Prevention

Dit protocol beschrijft het herstel van infectief Zika-virus uit een infectieuze cDNA-kloon met twee plasmiden.

Infectieuze cDNA-klonen zorgen voor genetische manipulatie van een virus, waardoor werk wordt vergemakkelijkt bij vaccins, pathogenese, replicatie, transmissie en virale evolutie. Hier beschrijven we de constructie van een besmettelijke kloon voor Zika virus (ZIKV), die momenteel een explosief uitbraak in Amerika veroorzaakt. Om toxiciteit te voorkomen voor bacteriën die gewoonlijk worden waargenomen met flavivirus-afgeleide plasmiden, gaven we een tweedimplantsysteem op dat het genoom bij het NS1-gen scheidt en stabieler is dan volledige constructies die niet succesvol zouden kunnen worden hersteld zonder mutaties. Na spijsvertering en ligatie om de twee fragmenten aan te sluiten kan full-length virale RNA gegenereerd worden door in vitro transcriptie met T7 RNA polymerase. Na elektroporatie van getranscribeerde RNA in cellen werd virus hersteld die respectievelijk dezelfde in vitro groei kinetiek en in vivo virulentie en infectie fenotypen vertoonde in respectievelijk muizen en muggen.

Zika-virus (ZIKV; Family Flaviviridae : Genus Flavivirus ) is een muskietgedragen flavivirus die in 2013-14 in Brazilië is aangekomen en vervolgens geassocieerd werd met een massale uitbraak van febriele ziekte die zich verspreidde over heel Amerika 1 . Daarnaast is ZIKV verbonden met ernstige ziekte-uitkomsten, zoals Guillain-Barré syndroom bij volwassenen en microcefalie bij foetussen en neonaten 2 . Weinig was bekend over ZIKV voor zijn snelle verspreiding in het westelijk halfrond. Dit omvatte een gebrek aan moleculaire hulpmiddelen, waardoor mechanistisch onderzoek werd belemmerd. Moleculaire hulp....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. Transformatie en herstel van infectieuze klonenplasmiden

  1. Transformeer beide plasmiden (afzonderlijk) met behulp van een commercieel transformatie protocol ( bijv . NEB 5 Minute Transformation Protocol) met enkele wijzigingen. Beide plasmiden bevatten een gen dat codeert voor ampicilline resistentie. Gebruik daarom ampicilline of carbenicilline voor selectie. Carbenicilline heeft de voorkeur, aangezien het stabieler is.
    1. Verwijder cellen (zie Materialetafel) van -80 ° C vr.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Het hier beschreven protocol zorgt voor het herstel van infectieus kloon afgeleid Zika virus. Het manipuleren van het infectieuze kloonsysteem met twee plasmiden is rechtdoor wanneer het met zorg wordt uitgevoerd, in vergelijking met volledige lengteversies die zeer instabiel zijn (data niet getoond). Na spijsvertering en ligatie van de twee afzonderlijke stukken wordt afgedekt RNA geproduceerd onder toepassing van in vitro transcriptie met T7-polymerase, dat vervolgens in Vero-.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Here we describe a method for the recovery of a bipartite infectious cDNA clone system for ZIKV. Previously described clones for ZIKV suffer from either attenuation or require the addition of introns, making plasmids larger and preventing rescue in insect cells. Infectious virus can be recovered using the two-plasmid clone system in either mammalian or insect cells (data not shown). In addition, virus recovered from this system behaves similarly to wild-type virus in several cell lines, in an immunocompromised mouse mode.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

De auteurs willen Kristen Bullard-Feibelman, Milena Veselinovic en Claudia Rückert bedanken voor hun hulp bij het karakteriseren van het kloon afgeleide virus. Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door subsidies van het Nationaal Instituut voor Allergie en Infectieziekten, NIH onder subsidies AI114675 (BJG) en AI067380 (GDE).

....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NameCompanyCatalog NumberComments
NEB Stable CompetentE. coliNew England BioLabsC3040H
Carbenicillin, Disodium Saltvarious
Zyppy Plasmid Miniprep KitZymo ResearchD4036
ZymoPURE Plasmid Maxiprep KitZymo ResearchD4202
SalI-HFNew England BioLabsR3138S20,000 units/ml
NheI-HFNew England BioLabsR3131S20,000 units/ml
ApaLINew England BioLabsR0507S10,000 units/ml
EcoRI-HFNew England BioLabsR3101S20,000 units/ml
BamHI-HFNew England BioLabsR3136S20,000 units/ml
HindIII-HFNew England BioLabsR3104S20,000 units/ml
illustra TempliPhi 100 Amplification KitGE Healthcare Life Sciences25640010
NucleoSpin Gel and PCR Clean-upMacherey-Nagel740609.5
Shrimp Alkaline Phosphatase (rSAP)New England BioLabsM0371S1,000 units/ml
Alkaline Phosphatase, Calf Intestinal (CIP)New England BioLabsM0290S10,000 units/ml
T4 DNA LigaseNew England BioLabsM0202S400,000units/mL
HiScribe T7 ARCA mRNA KitNew England BioLabsE2065S
Vero cellsATCCCCL-81
ECM 630 High Throughput Electroporation SystemBTX45-0423Other machines are acceptable.
LB Broth with agar (Miller)SigmaL3147Can be homemade as well.
Terrific BrothSigmaT0918Can be homemade as well.
Petri DishCelltreat229693
Culture TubesVWR International60818-576
T75 flasksCelltreat229340
T182 flasksCelltreat229350
1x PBSCorning21-040-CV
RPMI 1640 with L-glutamineCorning10-040-CV
DMEM with L-glutamine and 4.5 g/L glucoseCorning10-017-CV
Fetal Bovine Serum (FBS)Atlas BiologicalsFP-0500-A
Tragacanth PowderMP BioMP 104792
Crystal VioletAmresco0528-1006
Ethanol DenaturedVWR InternationalBDH1156-1LP
6 well plateCelltreat229106
12 well plateCelltreat229111
Sequencing OligosIDTsee table 1
Qubit 3.0ThermoFisherQubit 3.0other methods are acceptable.
Qubit dsDNA BR Assay KitThermoFisherQ32850other methods are acceptable.
Qubit RNA HS Assay KitThermoFisherQ32852other methods are acceptable.
Class II Biosafety CabinetVariesN/AThis is necessary for live-virus work.

  1. Kindhauser, M. K., Allen, T., Frank, V., Santhana, R. S., Dye, C. Zika: the origin and spread of a mosquito-borne virus. Bull World Health Organ. 94 (9), 675C-686C (2016).
  2. Oehler, E., et al. Zika virus infection complicated by Guillain-Barre syndrome--case report, French Polynesia, December 2013. Euro Surveill. 19 (9), (2014).
  3. Li, D., Aaskov, J., Lott, W. B. Identification of a cryptic prokaryotic promoter within the cDNA encoding the 5' end of dengue virus RNA genome. PLoS One. 6 (3), e18197 (2011).
  4. Pu, S. Y., et al. A novel approach to propagate flavivirus infectious cDNA clones in bacteria by introducing tandem repeat sequences upstream of virus genome. J Gen Virol. 95 (Pt 7), 1493-1503 (2014).
  5. Pu, S. Y., et al. Successful propagation of flavivirus infectious cDNAs by a novel method to reduce the cryptic bacterial promoter activity of virus genomes. J Virol. 85 (6), 2927-2941 (2011).
  6. Rice, C. M., Grakoui, A., Galler, R., Chambers, T. J. Transcription of infectious yellow fever RNA from full-length cDNA templates produced by in vitro ligation. New Biol. 1 (3), 285-296 (1989).
  7. Yun, S. I., Kim, S. Y., Rice, C. M., Lee, Y. M. Development and application of a reverse genetics system for Japanese encephalitis virus. J Virol. 77 (11), 6450-6465 (2003).
  8. Gualano, R. C., Pryor, M. J., Cauchi, M. R., Wright, P. J., Davidson, A. D. Identification of a major determinant of mouse neurovirulence of dengue virus type 2 using stably cloned genomic-length cDNA. J Gen Virol. 79 (Pt 3), 437-446 (1998).
  9. Johansen, I. E. Intron insertion facilitates amplification of cloned virus cDNA in Escherichia coli while biological activity is reestablished after transcription in vivo. Proc Natl Acad Sci U S A. 93 (22), 12400-12405 (1996).
  10. Shan, C., et al. An Infectious cDNA Clone of Zika Virus to Study Viral Virulence, Mosquito Transmission, and Antiviral Inhibitors. Cell Host Microbe. 19 (6), 891-900 (2016).
  11. Schwarz, M. C., et al. Rescue of the 1947 Zika Virus Prototype Strain with a Cytomegalovirus Promoter-Driven cDNA Clone. mSphere. 1 (5), (2016).
  12. Tsetsarkin, K. A., et al. A Full-Length Infectious cDNA Clone of Zika Virus from the 2015 Epidemic in Brazil as a Genetic Platform for Studies of Virus-Host Interactions and Vaccine Development. MBio. 7 (4), (2016).
  13. Gadea, G., et al. A robust method for the rapid generation of recombinant Zika virus expressing the GFP reporter gene. Virology. 497, 157-162 (2016).
  14. Kapoor, M., Zhang, L., Mohan, P. M., Padmanabhan, R. Synthesis and characterization of an infectious dengue virus type-2 RNA genome (New Guinea C strain). Gene. 162 (2), 175-180 (1995).
  15. Messer, W. B., et al. Development and characterization of a reverse genetic system for studying dengue virus serotype 3 strain variation and neutralization. PLoS Negl Trop Dis. 6 (2), e1486 (2012).
  16. Kinney, R. M., et al. Avian virulence and thermostable replication of the North American strain of West Nile virus. J Gen Virol. 87 (Pt 12), 3611-3622 (2006).
  17. Chang, A. C., Cohen, S. N. Construction and characterization of amplifiable multicopy DNA cloning vehicles derived from the P15A cryptic miniplasmid. J Bacteriol. 134 (3), 1141-1156 (1978).
  18. Weger-Lucarelli, J., et al. Development and Characterization of Recombinant Virus Generated from a New World Zika Virus Infectious Clone. J Virol. 91 (1), (2017).
  19. Roberts, P. L., Lloyd, D. Virus inactivation by protein denaturants used in affinity chromatography. Biologicals. 35 (4), 343-347 (2007).
  20. Baer, A., Kehn-Hall, K. Viral concentration determination through plaque assays: using traditional and novel overlay systems. J Vis Exp. (93), e52065 (2014).
  21. Weger-Lucarelli, J., et al. Development and Characterization of Recombinant Virus Generated from a New World Zika Virus Infectious Clone. J Virol. , (2016).
  22. Grubaugh, N. D., et al. Genetic Drift during Systemic Arbovirus Infection of Mosquito Vectors Leads to Decreased Relative Fitness during Host Switching. Cell Host Microbe. 19 (4), 481-492 (2016).

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved