Name: rapid, seamless generation of recombinant poxviruses using host range and visual selection
Uploaded: 2020-05-24T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rapid, Seamless Generation of Recombinant Poxviruses using Host Range and Visual Selection at JoVE.com

Ce projet a été financé par les National Institutes of Health (AI1114851) à SR.

1. Générer le vecteur de recombinaison
<ol><li>Amorce de conception pour générer la cassette de sélection. Concevez chaque amplicon individuel avec des séquences qui se chevauchent avec les amplicons voisins et le vecteur pour faciliter l’assemblage enzymatique isothermal des molécules d’ADN, également appelé assemblage Gibson, en utilisant l’un des outils de conception d’apprêt en ligne plusieurs. REMARQUE : Ce protocole peut également être complété à l’aide de méthodes traditionnelles de ...

<ol>
	<li>Brochier, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+eradication+of+rabies+using+recombinant+vaccinia-rabies+vaccine.">Large-scale eradication of rabies using recombinant vaccinia-rabies vaccine.</a> Nature. 354 (6354), 520-522 (1991).</li><li>Pastoret, P. P., Brochier, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+and+use+of+a+vaccinia-rabies+recombinant+oral+vaccine+for+the+control+of+wildlife+rabies;+a+link+between+Jenner+and+Pasteur.">The development and use of a vaccinia-rabies recombinant oral vaccine for the control of wildlife rabies; a link between Jenner and Pasteur.</a> Epidemiology and Infection. 116 (3), 235-240 (1996).</li><li>Chan, W. M., McFadden, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oncolytic+Poxviruses.">Oncolytic Poxviruses.</a> Annual review of virology. 1 (1), 119-141 (2014).</li><li>Nguyen, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vaccinia+virus-mediated+expression+of+human+erythropoietin+in+tumors+enhances+virotherapy+and+alleviates+cancer-related+anemia+in+mice.">Vaccinia virus-mediated expression of human erythropoietin in tumors enhances virotherapy and alleviates cancer-related anemia in mice.</a> Molecular Therapy. 21 (11), 2054-2062 (2013).</li><li>Frentzen, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-VEGF+single-chain+antibody+GLAF-1+encoded+by+oncolytic+vaccinia+virus+significantly+enhances+antitumor+therapy.">Anti-VEGF single-chain antibody GLAF-1 encoded by oncolytic vaccinia virus significantly enhances antitumor therapy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (31), 12915-12920 (2009).</li><li>Pastoret, P. P., Vanderplasschen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poxviruses+as+vaccine+vectors.">Poxviruses as vaccine vectors.</a> Comparative Immunology, Microbiology and Infectious Diseases. 26 (5-6), 343-355 (2003).</li><li>COLLIER, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+a+stable+smallpox+vaccine.">The development of a stable smallpox vaccine.</a> The Journal of Hygiene. 53 (1), 76-101 (1955).</li><li>Weir, J. P., Bajsz&#225;r, G., Moss, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+of+the+vaccinia+virus+thymidine+kinase+gene+by+marker+rescue+and+by+cell-free+translation+of+selected+mRNA.">Mapping of the vaccinia virus thymidine kinase gene by marker rescue and by cell-free translation of selected mRNA.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 79 (4), 1210-1214 (1982).</li><li>Mackett, M., Smith, G. L., Moss, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vaccinia+virus:+a+selectable+eukaryotic+cloning+and+expression+vector.">Vaccinia virus: a selectable eukaryotic cloning and expression vector.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 79 (23), 7415-7419 (1982).</li><li>Nakano, E., Panicali, D., Paoletti, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+genetics+of+vaccinia+virus:+demonstration+of+marker+rescue.">Molecular genetics of vaccinia virus: demonstration of marker rescue.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 79 (5), 1593-1596 (1982).</li><li>Falkner, F. G., Moss, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+dominant+selection+of+recombinant+vaccinia+viruses.">Transient dominant selection of recombinant vaccinia viruses.</a> Journal of Virology. 64 (6), 3108-3111 (1990).</li><li>Staib, C., Drexler, I., Ohlmann, M., Wintersperger, S., Erfle, V., Sutter, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+Host+Range+Selection+for+Genetic+Engineering+of+Modified+Vaccinia+Virus+Ankara.">Transient Host Range Selection for Genetic Engineering of Modified Vaccinia Virus Ankara.</a> BioTechniques. 28 (6), 1137-1148 (2000).</li><li>Staib, C., Drexler, I., Sutter, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+and+Isolation+of+Recombinant+MVA.">Construction and Isolation of Recombinant MVA.</a> Vaccinia Virus and Poxvirology. , 77-99 (2004).</li><li>Di Lullo, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marker+gene+swapping+facilitates+recombinant+Modified+Vaccinia+Virus+Ankara+production+by+host-range+selection.">Marker gene swapping facilitates recombinant Modified Vaccinia Virus Ankara production by host-range selection.</a> Journal of Virological Methods. 156 (1-2), 37-43 (2009).</li><li>Pfaller, C. K., Li, Z., George, C. X., Samuel, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+kinase+PKR+and+RNA+adenosine+deaminase+ADAR1:+New+roles+for+old+players+as+modulators+of+the+interferon+response.">Protein kinase PKR and RNA adenosine deaminase ADAR1: New roles for old players as modulators of the interferon response.</a> Current Opinion in Immunology. 23 (5), 573-582 (2011).</li><li>Bevilacqua, P. C., George, C. X., Samuel, C. E., Cech, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Binding+of+the+protein+kinase+PKR+to+RNAs+with+secondary+structure+defects:+Role+of+the+tandem+A+-+G+mismatch+and+noncontigous+helixes.">Binding of the protein kinase PKR to RNAs with secondary structure defects: Role of the tandem A - G mismatch and noncontigous helixes.</a> Biochemistry. 37 (18), 6303-6316 (1998).</li><li>Krishnamoorthy, T., Pavitt, G. D., Zhang, F., Dever, T. E., Hinnebusch, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tight+Binding+of+the+Phosphorylated+Subunit+of+Initiation+Factor+2+(eIF2)+to+the+Regulatory+Subunits+of+Guanine+Nucleotide+Exchange+Factor+eIF2B+Is+Required+for+Inhibition+of+Translation+Initiation.">Tight Binding of the Phosphorylated Subunit of Initiation Factor 2 (eIF2) to the Regulatory Subunits of Guanine Nucleotide Exchange Factor eIF2B Is Required for Inhibition of Translation Initiation.</a> Molecular and Cellular Biology. 21 (15), 5018-5030 (2001).</li><li>Rothenburg, S., Georgiadis, M. M., Wek, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+eIF2&#945;+kinases:+Adapting+translational+control+to+diverse+stresses.">Evolution of eIF2&#945; kinases: Adapting translational control to diverse stresses.</a> Evolution of the Protein Synthesis Machinery and Its Regulation. , 235-260 (2016).</li><li>Bratke, K. A., McLysaght, A., Rothenburg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+survey+of+host+range+genes+in+poxvirus+genomes.">A survey of host range genes in poxvirus genomes.</a> Infection, Genetics and Evolution. 14, 406-425 (2013).</li><li>Chang, H. W., Watson, J. C., Jacobs, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+E3L+gene+of+vaccinia+virus+encodes+an+inhibitor+of+the+interferon-induced,+double-stranded+RNA-dependent+protein+kinase.">The E3L gene of vaccinia virus encodes an inhibitor of the interferon-induced, double-stranded RNA-dependent protein kinase.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 89 (11), 4825-4829 (1992).</li><li>Romano, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+double-stranded+RNA-dependent+protein+kinase+PKR+by+vaccinia+virus+E3:+role+of+complex+formation+and+the+E3+N-terminal+domain.">Inhibition of double-stranded RNA-dependent protein kinase PKR by vaccinia virus E3: role of complex formation and the E3 N-terminal domain.</a> Molecular and Cellular Biology. 18 (12), 7304-7316 (1998).</li><li>Beattie, E., Tartaglia, J., Paoletti, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vaccinia+virus-encoded+eIF-2+alpha+homolog+abrogates+the+antiviral+effect+of+interferon.">Vaccinia virus-encoded eIF-2 alpha homolog abrogates the antiviral effect of interferon.</a> Virology. 183 (1), 419-422 (1991).</li><li>Park, C., Peng, C., Brennan, G., Rothenburg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Species-specific+inhibition+of+antiviral+protein+kinase+R+by+capripoxviruses+and+vaccinia+virus.">Species-specific inhibition of antiviral protein kinase R by capripoxviruses and vaccinia virus.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1438 (1), 18-29 (2019).</li><li>Rothenburg, S., Brennan, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Species-Specific+Host-Virus+Interactions:+Implications+for+Viral+Host+Range+and+Virulence.">Species-Specific Host-Virus Interactions: Implications for Viral Host Range and Virulence.</a> Trends in Microbiology. , (2019).</li><li>Chakrabarti, S., Sisler, J. R., Moss, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compact,+synthetic,+vaccinia+virus+early/late+promoter+for+protein+expression.">Compact, synthetic, vaccinia virus early/late promoter for protein expression.</a> BioTechniques. 23 (6), 1094-1097 (1997).</li><li>Chung, C. T., Niemela, S. L., Miller, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One-step+preparation+of+competent+Escherichia+coli:+Transformation+and+storage+of+bacterial+cells+in+the+same+solution+(recombinant+DNA).">One-step preparation of competent Escherichia coli: Transformation and storage of bacterial cells in the same solution (recombinant DNA).</a> Biochemistry. 86, 2172-2175 (1989).</li><li>Chung, C. T., Miller, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+storage+of+competent+Escherichia+coli+cells.">Preparation and storage of competent Escherichia coli cells.</a> Methods in Enzymology. 218, 621-627 (1993).</li><li>Rahman, M. M., Liu, J., Chan, W. M., Rothenburg, S., McFadden, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myxoma+Virus+Protein+M029+Is+a+Dual+Function+Immunomodulator+that+Inhibits+PKR+and+Also+Conscripts+RHA/DHX9+to+Promote+Expanded+Host+Tropism+and+Viral+Replication.">Myxoma Virus Protein M029 Is a Dual Function Immunomodulator that Inhibits PKR and Also Conscripts RHA/DHX9 to Promote Expanded Host Tropism and Viral Replication.</a> PLOS Pathogens. 9 (7), 1003465 (2013).</li><li>Evans, D. H., Stuart, D., McFadden, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+levels+of+genetic+recombination+among+cotransfected+plasmid+DNAs+in+poxvirus-infected+mammalian+cells.">High levels of genetic recombination among cotransfected plasmid DNAs in poxvirus-infected mammalian cells.</a> Journal of Virology. 62 (2), 367-375 (1988).</li><li>Ball, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-frequency+homologous+recombination+in+vaccinia+virus+DNA.">High-frequency homologous recombination in vaccinia virus DNA.</a> Journal of Virology. 61 (6), 1788-1795 (1987).</li><li>Spyropoulos, D. D., Roberts, B. E., Panicali, D. L., Cohen, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delineation+of+the+viral+products+of+recombination+in+vaccinia+virus-infected+cells.">Delineation of the viral products of recombination in vaccinia virus-infected cells.</a> Journal of Virology. 62 (3), 1046-1054 (1988).</li><li>Liu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+dominant+host-range+selection+using+Chinese+hamster+ovary+cells+to+generate+marker-free+recombinant+viral+vectors+from+vaccinia+virus.">Transient dominant host-range selection using Chinese hamster ovary cells to generate marker-free recombinant viral vectors from vaccinia virus.</a> BioTechniques. 62 (4), 183-187 (2017).</li></ol>

Ici, nous présentons une variation d’une stratégie transitoire de sélection des marqueurs 32 pour générer des virus vaccinia recombinants sans retenir l’ADN étranger dans le virus recombinant final. Notre stratégie utilise une pression sélective négociée par la protéine antivirale hôte PKR plutôt que d’autres formes de pression sélective comme les antibiotiques. L’utilisation de gènes antiviraux hôtes élimine la possibilité de changements phénotypiques induits chimiqueme...

Le virus vaccinia (VACV) a joué un rôle déterminant dans la première éradication réussie d’un agent pathogène humain, le virus de la variole (VARV), de la nature. Depuis l’extermination du virus de la variole, les virus du vaxovirus, y compris le VVC, continuent d’être des virus thérapeutiques utiles pour la médecine humaine et animale. Par exemple, un vaccin contre le virus de la rage à base de VGRI a été très efficace pour prévenir la transmission de la rage sylvatique en Europe1 et aux États-Unis2. Plus récemment, les poxvirus recombinés exprimant une variété de molécules antitumorales (p. ex., anticorps à chaîne unique ou érythropoïétine humaine) ont connu un succès encourageant en tant qu’agents oncolytiques3,4,5. VACV est particulièrement attrayant en tant que vecteur parce qu’il est facilement favorable à la manipulation génétique, possède une large gamme d’hôtes, et il est stable dans une variété de conditions, permettant un transport facile et la viabilité du vaccin dans le domaine6,7. Bien que de multiples techniques aient été mises au point pour générer des VACV recombinés pour les expériences en laboratoire et la génération de vaccins, les stratégies actuelles visant à générer ces virus ont des limites notables.
Grâce à l’utilité du VVC, de multiples stratégies pour générer des virus recombinants ont été développées. La première stratégie utilise une recombinaison homologue pour introduire une cassette comprenant le transgène et un gène marqueur sélectionnable comme un gène de résistance aux antibiotiques. La cassette est flanquée de deux nucléotides (nt) ou de bras plus gros qui dirigent le gène vers un site spécifique du génome viral, qui est ensuite intégré de façon stable par des événements double crossover8,,9,10. Cette stratégie est rapide et efficace; cependant, il en résulte du matériel génétique supplémentaire sous la forme du gène marqueur qui peut produire des effets inattendus. En outre, il existe une limite supérieure pratique au nombre de transgènes qui peuvent être introduits limités par le nombre de marqueurs sélectionnables uniques disponibles. Les stratégies transitoires de sélection dominante (TDS) ont abordé cette question en facilitant la génération de virus recombinants « sans cicatrices» 11. Grâce à cette stratégie, un plasmide contenant un gène VACV mutant et un gène marqueur sélectionnable sont intégrés dans le génome viral, mais sans ADN VACV flanquant supplémentaire. Cette approche se traduit par l’intégration transitoire de l’ensemble du plasmide et la duplication du gène VACV à la suite de l’intégration par un seul événement de croisement. Cet intermédiaire est stable tant qu’il est maintenu sous pression de sélection, ce qui permet l’enrichissement de cette construction. Lorsque la sélection est supprimée, la duplication VACV permet un deuxième événement de croisement qui entraîne l’élimination du plasmide et la formation subséquente du type sauvage (wt) ou du virus recombinant dans un rapport approximatif de 50:50. Alors que le TDS génère des virus recombinés sans nécessiter l’introduction stable de l’ADN étranger, plusieurs clones de virus doivent être examinés pour la mutation prévue par l’analyse de séquençage, une étape potentiellement longue et coûteuse.
Ici, nous présentons une approche pour générer des poxvirus recombinés combinant les meilleurs aspects de chacune de ces approches, similaire à une approche qui a été décrite pour la réplication incompetent vaccinia modifié Ankara12,13,14. Cette stratégie combine la sélection visuelle et de la gamme d’hôtes pour générer rapidement des virus recombinants par des événements multisegments doubles, et par la suite éliminer le gène marqueur sélectionnable par recombinaison homologue. Cette approche permet la génération rapide de mutants négociés par une recombinaison homologue, avec la nature « sans cicatrice » des approches TDS, tout en n’exigeant pas une étape de dépistage ultérieure pour distinguer les virus sauvages de type et mutant. Notre méthode utilise également la sélection de la gamme hôte à la place de la sélection d’antibiotiques, éliminant le risque de changements phénotypiques induits chimiquement dans la lignée cellulaire. Pour cette approche, nous avons choisi d’utiliser la protéine antivirale hôte kinase R (PKR) comme agent sélectif pour générer recombinant VACV. PKR est exprimé comme un monomère inactif dans la plupart des types de cellules15. Sur la liaison arnorisation à double brin (dsRNA) dans les domaines de liaison N-terminal dsRNA, PKR dimerizes et est autophosphorylated16. Cette forme active de phosphorylates PKR l’alpha sous-unité du facteur d’initiation eucaryotique 2 (eIF2), inhibant finalement la livraison de l’initiateur méthionyl-tRNA au ribosome, empêchant ainsi la traduction intracellulaire et inhibant largement la réplication de nombreuses famillesvirales 17,18.
En réponse à l’activité antivirale large et puissante de PKR, de nombreux virus ont développé au moins une stratégie pour prévenir l’activation de la PKR. La plupart des poxvirus expriment deux antagonistes PKR, codés par les gènes E3L et K3L dans VACV, qui contrarier PKR par deux mécanismes distincts19. E3 empêche l’homodimerisation PKR en liant l’ARN à double brin20,21, tandis que K3 agit comme un inhibiteur pseudo-ubstrate en liant directement à PKR activé et inhibant ainsi l’interaction avec son substrat eIF222. Fait important, ces deux antagonistes de PKR n’inhibent pas nécessairement PKR de toutes les espèces. Par exemple, l’homolog K3 du virus de la variole du mouton a fortement inhibé le PKR des moutons, tandis que l’homolog de la variole du mouton E3 n’a pas montré d’inhibition considérable de PKR23,24. Dans cette étude, nous présentons une méthode d’utilisation de la pression sélective à médiation PKR combinée à la sélection de fluorescence pour générer un recombinant VACV supprimé pour E3L et K3L (VC-R4), qui ne peut pas reproduire dans les cellules compétentes PKR dérivées de diverses espèces. Ce virus recombinant fournit un excellent arrière-plan pour la génération rapide de virus recombinants exprimant des gènes sous contrôle du promoteur indigène E3L.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>2X-Q5 Master Mix</td>
			<td>NEB</td>
			<td>M0492L</td>
			<td>High-fidelity polymerase used in PCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ampicillin</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>11593027</td>
			<td>Bacterial selective agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable Cell Scrapers</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>08-100-242</td>
			<td>Cell scraper to harvest infected cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EVOS FL Auto 2 Cell imaging system</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>AMAFD2000</td>
			<td>Fluorescent microscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EVOS Light Cube, GFP</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>AMEP4651</td>
			<td>GFP Cube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EVOS Light Cube, RFP</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>AMEP4652</td>
			<td>RFP Cube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GenJet</td>
			<td>SignaGen Laboratories</td>
			<td>SL100489</td>
			<td>Transfection reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luria Bertani (LB) Broth</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10855021</td>
			<td>Bacterial growth medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monarch DNA gel extraction kit</td>
			<td>NEB</td>
			<td>T1020L</td>
			<td>Gel purification kit used to purify amplicons and linearized vectors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monarch Plasmid Miniprep kit</td>
			<td>NEB</td>
			<td>T1010L</td>
			<td>Miniprep kit ussed to purify plasmids</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoDrop One</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>ND-ONE-W</td>
			<td>Spectrophotometer used to measure RNA and DNA concentration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEBuilder Master Mix</td>
			<td>NEB</td>
			<td>E2621L</td>
			<td>Isothermal enzymatic assembly kit used to generate the recombination vector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Q500 Sonicator</td>
			<td>Qsonica</td>
			<td>Q500-110</td>
			<td>Sonicator for virus lysates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RK13 cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL-37</td>
			<td>Rabbit kidney cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VWR Multiwell Cell Culture plates</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10062-892</td>
			<td>Cell culture plates</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rapid, seamless generation of recombinant poxviruses using host range and visual selection

Le virus vaccinia (VACV) a joué un rôle déterminant dans l’éradication du virus de la variole (VARV), l’agent causatif de la variole, de la nature. Depuis sa première utilisation comme vaccin, vaCV a été développé comme vecteur de vaccins thérapeutiques et de virus oncolytique. Ces applications tirent parti du génome facilement manipulé de VACV et de la large gamme d’hôtes comme plate-forme exceptionnelle pour générer des virus recombinés avec une variété d’applications thérapeutiques. Plusieurs méthodes ont été développées pour générer des VACV recombinés, y compris des méthodes de sélection de marqueurs et une sélection dominante transitoire. Ici, nous présentons un raffinement d’une méthode de sélection de gamme d’hôtes couplée à l’identification visuelle des virus recombinants. Notre méthode tire parti de la pression sélective générée par la protéine antivirale hôte kinase R (PKR) couplée à un gène de fusion fluorescent exprimant mCherry-tagged E3L, l’un des deux antagonistes VACV PKR. La cassette, y compris le gène d’intérêt et la fusion mCherry-E3L, est flanquée de séquences dérivées du génome du VACV. Entre le gène d’intérêt et mCherry-E3L est une région plus petite qui est identique aux premiers nucléotides de 150 pouces du bras 3', pour favoriser la recombinaison et la perte homologues du gène mCherry-E3L après sélection. Nous démontrons que cette méthode permet une génération efficace et transparente de vruvure dans une variété de types de cellules sans nécessiter la sélection de médicaments ou un dépistage approfondi des virus mutants.

Nous avons utilisé la procédure diagrammed dans la figure 1 pour générer un VACV manquant à la fois PKR antagonistes E3L et K3L, en remplaçant E3L par EGFP dans un virus déjà supprimé pour K3L (vP872). La figure 2 montre des plaques fluorescentes rouges dans les cellules RK13 compétentes de PKR indicatifs de l’expression virale de mCherry-E3L, ainsi que l’EGFP exprimées dans les cellules RK13-E3L-K3L confirmant la perte de l’E3L et l’effondrem...

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Rapid, Seamless Generation of Recombinant Poxviruses using Host Range and Visual Selection

Il s’agit d’une méthode pour générer des virus vaccinias recombinants « sans cicatrices » à l’aide de la sélection de la gamme d’hôtes et de l’identification visuelle des virus recombinants.

Génération rapide et transparente de poxvirus recombinés à l’aide de la gamme d’hôtes et de la sélection visuelle

Vaccinia virus (VACV) was instrumental in eradicating variola virus (VARV), the causative agent of smallpox, from nature. Since its first use as a ...

Notre méthode utilise la sélection de la gamme hôte et des marqueurs fluorescents pour la génération efficace et transparente du virus vaccina recombinant dans une variété de types de cellules. Cette technique combine la vitesse de recombinaison homologue avec la nature sans cicatrice de la sélection dominante transitoire. En outre, nous hébergeons la sélection de gamme pour éliminer la possibilité de changements induits chimiquement.Cette méthode peut également être utilisée pour modifier le virus de la vaccination ou d’autres varioles pour exprimer des gènes étrangers, par exemple, pour produire des vaccins. Si vous effectuez ce protocole avec la sélection de fluorescence seulement, vous devez vous assurer que vous testez suffisamment de virus pour détecter un recombinant relativement rare sans pression sélective PKR. Cette méthode repose sur le gain et la perte de marqueurs fluorescents pour sélectionner avec succès les virus qui ont acquis les cassettes de recombinaison et pour détecter les virus qui se sont recombinés sans cicatrice.Pour générer un vecteur de recombinaison, ajoutez d’abord 17 microlitres d’eau libre DNase, 1,2 microlitres de chaque amorce, cinq microlitres de tampon de réaction PCR 5x, de l’ADN modèle et 0,5 microlitres de polymésase d’ADN à un tube PCR par amplicon. Ajouter de l’eau sans DNase supplémentaire pour amener le volume final dans chaque tube à 50 microlitres. Et placez les tubes dans un thermocycleur.Faire fondre l’ADN à 98 degrés Celsius pendant 30 secondes avant d’utiliser 25 cycles d’un protocole PCR en trois étapes comme indiqué. Pour visualiser les produits d’amplification sur un gel agarose de 1 %, ajoutez 10 microlitres de chaque produit d’ADN et 2 microlitres de tampon de chargement à chaque puits. Faire fonctionner le gel pendant une heure à huit volts par centimètre.À la fin de la course, utilisez une trousse d’extraction de gel d’ADN selon le protocole du fabricant pour purifier chaque amplicon. Elute les amplicons de la colonne avec 50 microlitres d’eau libre DNase et centrifugation immédiate. Pour linéariser un vecteur de clonage, ajoutez d’abord un microgramme du vecteur, 17 microlitres d’eau libre DNase, 2 microlitres de tampon de réaction et 1 microlitre d’EcoRI à un tube pendant une incubation d’une heure à 37 degrés Celsius.À la fin de l’incubation, ajouter 0,2 picomoles du vecteur linéarisé 10 microlitres d’eau libre DNase, et 10 microlitres de mélange maître d’assemblage d’ADN à chaque amplicon isolé. Incuber des échantillons à 50 degrés Celsius pendant une heure. À la fin de l’incubation, transformer E.coli chimiquement compétent avec deux microlitres du produit assemblé selon les protocoles standard.Plaque 100 microlitres de cellules transformées sur des plaques d’agarose LB complétées par 100 microgrammes par millilitre d’ampicilline. Après l’incubation d’une nuit à 37 degrés Celsius, choisissez des colonies bien isolées pour l’inoculation dans le bouillon Luria complétées par 100 microgrammes par millilitre d’ampicilline pendant la nuit à 37 degrés Celsius et 225 révolutions par minute. Le lendemain matin, utilisez un kit de miniprep plasmide pour isoler les plasmides.Et vérifiez la concentration et la pureté de l’ADN sur un spectrophotomètre. Pour la génération de virus recombinants, infecter un monocouche confluent de cellules appropriées avec le virus à recombiner à une multiplicité d’infection d’un dans une plaque de six puits. Et incuber les cellules infectées à 37 degrés Celsius et 5% de dioxyde de carbone pendant une heure.À la fin de l’incubation, remplacer le supernatant dans chaque puits par du DMEM frais et utiliser un réaccente transfection disponible dans le commerce selon le protocole du fabricant. Ajouter trois microgrammes du vecteur de recombinaison d’intérêt à chaque puits. Placez la plaque dans l’incubateur pendant 48 heures supplémentaires.Avant de mettre en commun les cellules de chaque condition de transfection en tubes individuels de 1,5 millilitres. Puis congeler-décongeler les cellules en commun trois fois avant de sonner les lysates résultant pendant 15 secondes à une amplitude de 50%. Ensuite, en série 10 fois diluer le lysate sonique, récolté d’un 10 à la première à 10 à la sixième concentration en DMEM frais et ajouter un millilitre de chaque dilution à des puits confluents individuels d’une protéine kinase R ligne cellulaire compétente.Placez les cellules dans l’incubateur de culture cellulaire pendant une heure avant de remplacer les supernatants par un milieu frais et de retourner les cellules à l’incubateur de culture cellulaire. Après 24 à 48 heures, identifier les virus recombinants par microscopie fluorescence. Les plaques des virus recombinants expriment la fluorescence rouge due à l’intégration du gène de fusion mCherry-E3L.Plaque purifier les virus recombinants trois fois sur les cellules sauvages de type RK13. Après trois cycles de purification de la plaque, infecter les cellules RK13+E3L+K3L avec des dilutions périodiques du lysate de plaque. Identifier les virus effondrés, par microscopie par fluorescence à l’aide d’un système d’imagerie approprié équipé de cubes de filtre GFP et DP.Ensuite, la plaque purifie le VC-R4 vert seulement, ou les plaques E3L incolores trois fois sur les cellules RK13+E3L+K3L. S’assurer qu’aucune plaque ne fluore le rouge. Infectez les cellules avec au moins 100 unités formant de la plaque pour augmenter vos chances d’identifier une plaque incolore.Dans de rares cas, plusieurs cycles d’infection peuvent être nécessaires. Les plaques fluorescentes rouges dans la protéine kinase R rk13 cellules compétentes sont indicatives de l’expression virale de mCherry-E3L. Et les plaques incolores ou les plaques exprimant seulement eGFP dans les cellules RK13+E3L+K3L confirment l’effondrement du marqueur de sélection mCherry-E3L.Le virus recombinant VC-R4, qui n’a pas les deux antagonistes de la protéine kinase R ne peut pas se répliquer dans les cellules protéine kinase R RK13 compétentes tandis que le virus apparent VP872, qui exprime E3L est la réplication compétente. Pour confirmer que cette incapacité à se répliquer dans les cellules RK13 n’était due qu’à la perte d’E3L, gfp amélioré a été remplacé par E3L dans le virus VC-R4. Il a généré un virus pertinent en utilisant le même protocole de sélection.Fait intéressant, tout en rendant ce virus, des plaques incolores compatibles avec l’effondrement du marqueur de sélection mCherry-E3L ont été identifiées avant la sélection dans les cellules RK13+E3L+K3L qui sont généralement nécessaires pour sélectionner les recombinants sans cicatrices. Probablement en raison de l’identité de séquence étendue entre la cassette de recombinaison mCherry-E3L et le gène E3L inséré dans VC-R4. En moyenne, 12,6% des virions de descendance ont subi une recombinaison avec le plasmide transfecté, semblable aux fréquences précédemment rapportées.Ici, la fréquence des plaques incolores par rapport aux plaques totales RK13+E3L+K3L cellules est montrée, démontrant que le taux d’effondrement et la perte du marqueur de sélection mCherry-E3L se sont produits à une fréquence d’environ 1,8%. Dans un premier temps, l’utilisation de cellules compétentes PKR garantit que toutes les plaques contenant le virus recombinant. Dans la deuxième étape à l’aide de cellules déficientes PKR permet la détection du virus recombinant avec un locus mCherry-E3L effondrement.Cette approche nous permet de générer rapidement des virus contenant des gènes exogènes, par exemple, pour la production de vaccins offrent l’expression de différents antagonistes viraux PKR. faciliter l’analyse des interactions spécifiques aux espèces avec PKR à partir de divers hôtes.

Research

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Recherche

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