JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Immunology and Infection

Räddning och karaktärisering av rekombinant virus från en ny världsinfektiös klon från 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

Detta protokoll beskriver återhämtningen av infektiös Zika-virus från en infektion med två plasmider med cDNA-klon.

Infektiösa cDNA-kloner möjliggör genetisk manipulation av ett virus, vilket underlättar arbetet med vacciner, patogenes, replikation, överföring och viral utveckling. Här beskriver vi konstruktionen av en infektiös klon för Zika-virus (ZIKV), som för närvarande orsakar ett explosivt utbrott i Amerika. För att förhindra toxicitet för bakterier som vanligen observeras med flavivirus-härledda plasmider genererade vi ett två-plasmidsystem som separerar genomet hos NS1-genen och är stabila än konstruktioner i full längd som inte lyckades återvinnas utan mutationer. Efter digestion och ligering för att ansluta till de två fragmenten, kan viralt RNA i full längd alstras genom in vitro transkription med T7 RNA-polymeras. Efter elektroporation av transkriberad RNA i celler erhölls virus som uppvisade liknande in vitro- tillväxtkinetik och in vivo virulens- och infektionsfenotyper hos respektive mus och myggor.

Zika-virus (ZIKV; Family Flaviviridae : Genus Flavivirus ) är ett myggburen flavivirus som anlände till Brasilien 2013-14 och var därefter associerat med ett massivt utbrott av febril sjukdom som spred sig över hela Amerika 1 . Dessutom har ZIKV kopplats till svåra sjukdomsutfall, såsom Guillain-Barré-syndrom hos vuxna och mikrocefali hos foster och nyfödda 2 . Lite var känt om ZIKV före dess snabba spridning på västra halvklotet. Detta innebar en brist på molekylära verktyg, vilket hindrade mekanisk forskning. Molekylära verktyg för virus, såsom infektiösa cDNA-kloner, underlättar vaccin och antiviral....

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

1. Transform och återvinning av smittsamma klonplasmider

  1. Transformera båda plasmiderna (separat) med hjälp av ett kommersiellt transformationsprotokoll ( t.ex. NEB 5 Minute Transformation Protocol) med några modifieringar. Båda plasmiderna innehåller en gen som kodar för ampicillinresistens, använd därför ampicillin eller karbenicillin för selektion. Carbenicillin är föredraget, eftersom det är mer stabilt.
    1. Ta bort celler (se materialbord) från -80 ° C frys o.......

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

Protokollet som beskrivs här möjliggör återhämtning av infektiöst klon-härledd Zika-virus. Manipulering av infektiösa klonsystemet med två plasmider är rakt framåt när det utförs med försiktighet, jämfört med fulllängdsversioner som är mycket instabila (data ej visade). Efter matsmältning och ligering av de två distinkta bitarna framställs kapslat RNA genom in vitro- transkription med T7-polymeras, som sedan elektroporeras i Vero-celler (

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

Författarna vill tacka Kristen Bullard-Feibelman, Milena Veselinovic och Claudia Rückert för deras hjälp för att karakterisera det klonbaserade viruset. Detta arbete stöddes delvis genom bidrag från National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIH under bidrag AI114675 (BJG) och 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