Name: rapid, seamless generation of recombinant poxviruses using host range and visual selection
Uploaded: 2020-05-24T14:30:00
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Este proyecto fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud (AI114851) a SR.

1. Generación del vector de recombinación
<ol><li>Diseñe imprimadores para generar el casete de selección. Diseñe cada amplificador individual con secuencias superpuestas con amplicons vecinos y el vector para facilitar el ensamblaje enzimático isotérmico de moléculas de ADN, también llamado ensamblaje Gibson, utilizando cualquiera de varias herramientas de diseño de imprimación en línea. NOTA: Este protocolo también se puede completar utilizando métodos tradicionales de clonación basados en en endonu...

<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>

Aquí presentamos una variación de una estrategia de selección de marcadores transitorios 32 para generar virus de vacuna recombinante sin retener ADN extraño en el virus recombinante final. Nuestra estrategia utiliza presión selectiva mediada por la proteína antiviral huésped PKR en lugar de otras formas de presión selectiva como los antibióticos. El uso de genes antivirales de huésped elimina la posibilidad de cambios fenotípicos inducidos químicamente en las células, o un mayor ries...

El virus de la vacuna (VACV) fue fundamental para la primera erradicación exitosa de un patógeno humano, el virus de la variola (VARV), de la naturaleza. Desde el exterminio del virus de la variola, los poxvirus, incluido el VVAC, han seguido siendo virus terapéuticos útiles tanto para la medicina humana como para la medicina animal. Por ejemplo, una vacuna contra el virus de la rabia basada en VCVa ha sido muy eficaz para prevenir la transmisión de la rabia silvática en Europa1 y los Estados Unidos2. Más recientemente, los poxvirus recombinantes que expresan una variedad de moléculas antitumorales (por ejemplo, anticuerpos de cadena única o eritropoyetina humana) han visto un éxito alentador como agentes oncolíticos3,4,5. VACV es particularmente atractivo como vector porque es fácilmente susceptible a la manipulación genética, posee una amplia gama de huéspedes, y es estable en una variedad de condiciones, lo que permite un fácil transporte y viabilidad de la vacuna en el campo6,7. Si bien se han desarrollado múltiples técnicas para generar VACV recombinante para experimentos de laboratorio y generación de vacunas, las estrategias actuales para generar estos virus tienen limitaciones notables.
Debido a la utilidad de VACV, se han desarrollado múltiples estrategias para generar virus recombinantes. La primera estrategia emplea una recombinación homóloga para introducir un casete que incluya el transgén y un gen marcador seleccionable, como un gen de resistencia a los antibióticos. El cassette está flanqueado por dos nucleótidos de 500 o más grandes que dirigen el gen a un sitio específico en el genoma viral, que luego se integra de forma estable por eventos de doble cruce8,9,10. Esta estrategia es rápida y eficiente; sin embargo, resulta en material genético extra en forma del gen marcador que puede producir efectos inesperados. Además, hay un límite superior práctico para el número de transgenes que se pueden introducir limitados por el número de marcadores seleccionables únicos disponibles. Las estrategias de selección dominante transitoria (TDS) han abordado esta cuestión facilitando la generación de virus recombinantes "sin cicatrices"11. Usando esta estrategia, un plásmido que contiene un gen VAV mutante y un gen marcador seleccionable se integran en el genoma viral, pero sin ADN VAV de flanqueo adicional. Este enfoque da como resultado la integración transitoria de todo el plásmido y la duplicación del gen VACV como resultado de la integración por un solo evento cruzado. Este intermedio es estable siempre y cuando se mantenga bajo presión de selección, permitiendo el enriquecimiento de esta construcción. Cuando se elimina la selección, la duplicación vacv permite un segundo evento de cruce que da como resultado la eliminación del plásmido y la posterior formación del tipo salvaje (wt) o del virus recombinante en una proporción aproximada de 50:50. Mientras que tDS genera virus recombinantes sin requerir la introducción estable de ADN extraño, múltiples clones de virus deben ser examinados para detectar la mutación esperada mediante análisis de secuenciación, un paso potencialmente lento y costoso.
Aquí, presentamos un enfoque para generar poxvirus recombinantes combinando los mejores aspectos de cada uno de estos enfoques, similar a un enfoque que se ha descrito para la replicación incompetente modificada vaccinia Ankara12,13,14. Esta estrategia combina la selección de rango visual y de host para generar rápidamente virus recombinantes mediante eventos cruzados dobles, y posteriormente eliminar el gen marcador seleccionable mediante recombinación homóloga. Este enfoque permite la rápida generación de mutantes mediados por la recombinación homóloga, con la naturaleza "sin cicatrices" de los enfoques TDS, sin necesidad de un paso de detección posterior para distinguir el tipo salvaje y los virus mutantes. Nuestro método también utiliza la selección de rango de huésped en lugar de la selección de antibióticos, eliminando el riesgo de cambios fenotípicos inducidos químicamente en la línea celular. Para este enfoque, hemos optado por utilizar la proteína quinasa antiviral huésped R (PKR) como agente selectivo para generar VACV recombinante. PKR se expresa como un monómero inactivo en la mayoría de los tipos de células15. Al enlazar el ARN de doble cadena (dsRNA) en los dominios de enlace dsRNA N-terminal, PKR dimerizes y se autofosforilated16. Esta forma activa de PKR fosforila la subunidad alfa del factor de iniciación eucariota 2 (eIF2), inhibiendo en última instancia la entrega de metaonil-tRNA de iniciador al ribosoma, evitando así la traducción intracelular e inhibiendo ampliamente la replicación de muchas familias de virus17,,18.
En respuesta a la amplia y potente actividad antiviral de PKR, muchos virus han desarrollado al menos una estrategia para prevenir la activación de PKR. La mayoría de los poxvirus expresan dos antagonistas de PKR, codificados por los genes E3L y K3L en VACV, que antagonizan PKR a través de dos mecanismos distintos19. E3 previene la homodimerización pkR mediante la unión de ARN de doble cadena20,21, mientras que K3 actúa como un inhibidor de pseudosustrato mediante la unión directa a PKR activado y, por lo tanto, la inhibición de la interacción con su sustrato eIF222. Es importante destacar que estos dos antagonistas de PKR no inhiben necesariamente pkR de todas las especies. Por ejemplo, el homólogo K3 del virus de la viruela ovina inhibió fuertemente la PKR de las ovejas, mientras que el homólogo e3 de la viruela ovina no mostró una inhibición considerable de PKR23,24. En este estudio, presentamos un método para utilizar la presión selectiva mediada por PKR combinada con la selección de fluorescencia para generar un VACV recombinante eliminado para E3L y K3L (VC-R4), que no puede replicarse en células competentes PKR derivadas de diversas especies. Este virus recombinante proporciona un excelente trasfondo para la rápida generación de virus recombinantes que expresan genes bajo el control del promotor nativo de 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

El virus de la vacuna (VACV) fue fundamental en la erradicación del virus de la variola (VARV), el agente causante de la viruela, de la naturaleza. Desde su primer uso como vacuna, vacv se ha desarrollado como vector para vacunas terapéuticas y como virus oncolítico. Estas aplicaciones aprovechan el genoma fácilmente manipulado de VACV y la amplia gama de hosts como una plataforma excepcional para generar virus recombinantes con una variedad de aplicaciones terapéuticas. Se han desarrollado varios métodos para generar VACV recombinante, incluyendo métodos de selección de marcadores y selección dominante transitoria. Aquí, presentamos un refinamiento de un método de selección de rango de host junto con la identificación visual de virus recombinantes. Nuestro método aprovecha la presión selectiva generada por la proteína quinasa antiviral huésped R (PKR) junto con un gen de fusión fluorescente que expresa mCherry con la etiqueta E3L, uno de los dos antagonistas de PKR VACV. El casete, incluyendo el gen de interés y la fusión mCherry-E3L está flanqueado por secuencias derivadas del genoma VACV. Entre el gen de interés y mCherry-E3L hay una región más pequeña que es idéntica a los primeros 150 nucleótidos del brazo de 3', para promover la recombinación homóloga y la pérdida del gen mCherry-E3L después de la selección. Demostramos que este método permite una generación eficiente y sin problemas de rVACV en una variedad de tipos de células sin necesidad de selección de fármacos o cribado extensivo de virus mutantes.

Usamos el procedimiento diagramado en la Figura 1 para generar un VACV que carece de ambos antagonistas PKR E3L y K3L, reemplazando E3L por EGFP en un virus ya eliminado para K3L (vP872). La Figura 2 muestra placas fluorescentes rojas en células RK13 competentes de PKR indicativas de la expresión viral de mCherry-E3L, así como EGFP expresada en células RK13+E3L+K3L que confirman la pérdida de E3L y el colapso del marcador de selección mCherry-E3L. <strong ...

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

Este es un método para generar virus de vacuna recombinante "sin cicatrices" utilizando la selección del rango de host y la identificación visual de virus recombinantes.

Generación rápida y sin fisuras de poxvirus recombinantes utilizando el rango de host y la selección visual

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

Nuestro método utiliza la selección del rango de host y marcadores fluorescentes para la generación eficiente y sin problemas del virus de la vacuna recombinante en una variedad de tipos de células. Esta técnica combina la velocidad de la recombinación homóloga con la naturaleza sin cicatrices de la selección dominante transitoria. Además, alojamos la selección de rangos para eliminar la posibilidad de cambios inducidos químicamente.Este método también se puede utilizar para modificar el virus de la vacuna u otros poxvirus para expresar genes extraños, por ejemplo, para generar vacunas. Si está realizando este protocolo solo con selección de fluorescencia, debe asegurarse de que está examinando suficientes virus para detectar recombinantes relativamente raros sin presión selectiva PKR. Este método se basa en la ganancia y pérdida de marcadores fluorescentes para seleccionar con éxito los virus que han adquirido los casetes de recombinación y para detectar virus que tienen recombinación sin cicatrices.Para generar un vector de recombinación, primero agregue 17 microlitros de agua libre DNase, 1,2 microlitros de cada imprimación, cinco microlitros de tampón de reacción PCR 5x, ADN de plantilla y 0,5 microlitros de ADN polimerasa a un tubo pcR por amplicon. Agregue agua libre DNase adicional para llevar el volumen final de cada tubo a 50 microlitros. Y coloca los tubos en un termociclador.Derretir el ADN a 98 grados Celsius durante 30 segundos antes de usar 25 rondas de un protocolo PCR de tres pasos como se indica. Para visualizar los productos de amplificación en un gel de 1% de agarosa, agregue 10 microlitros de cada producto de ADN y 2 microlitros de tampón de carga a cada pocólculo. Ejecute el gel durante una hora a ocho voltios por centímetro.Al final de la carrera, utilice un kit de extracción de gel de ADN de acuerdo con el protocolo del fabricante para purificar en gel cada amplón. Eluda los amplicons de la columna con 50 microlitros de agua libre de DNase y centrifugación inmediata. Para linealizar un vector de clonación, primero agregue un microgramo del vector, 17 microlitros de agua libre DNase, 2 microlitros de búfer de reacción y 1 microlitro de EcoRI a un tubo durante una incubación de una hora a 37 grados Celsius.Al final de la incubación, añadir 0,2 picomoles del vector linealizado 10 microlitros de agua libre DNase, y 10 microlitros de adn conjunto maestro mezcla a cada amplicon aislado. Incubar muestras a 50 grados Celsius durante una hora. Al final de la incubación, transformar E.coli químicamente competente con dos microlitros del producto ensamblado de acuerdo con los protocolos estándar.Placa 100 microlitros de células transformadas en placas de agarosa LB suplementadas con 100 microgramos por mililitro de ampicilina. Después de la incubación durante la noche a 37 grados Celsius, seleccione colonias bien aisladas para la inoculación en el caldo de Luria complementadas con 100 microgramos por mililitro de ampicilina durante la noche a 37 grados Celsius y 225 revoluciones por minuto. A la mañana siguiente, usa un kit de miniprep plásmido para aislar los plásmidos.Y comprobar la concentración y pureza del ADN en un espectrofotómetro. Para la generación de virus recombinantes, infectar una monocapa confluente de células adecuadas con el virus para ser recombinado en una multiplicidad de infección de uno en una placa de seis pozos. E incubar las células infectadas a 37 grados Celsius y 5% dióxido de carbono durante una hora.Al final de la incubación, sustituya el sobrenadante de cada pozo por DMEM fresco y utilizando un reactivo de transfección disponible comercialmente de acuerdo con el protocolo del fabricante. Añadir tres microgramos del vector de recombinación de interés a cada pozo. Coloque la placa en la incubadora durante 48 horas adicionales.Antes de agrupar las células de cada condición de transfección en tubos individuales de 1,5 mililitros. A continuación, congelar y descongelar las celdas agrupadas tres veces antes de sonicar los lysates resultantes durante 15 segundos a una amplitud del 50%. A continuación, en serie 10 veces diluir el lisoto sonicado, cosechado de un 10 al 10 a la sexta concentración en DMEM fresco y añadir un mililitro de cada dilución a los pozos confluentes individuales de una línea celular competente de proteína quinasa R.Coloque las células en la incubadora de cultivo celular durante una hora antes de reemplazar los sobrenadantes por un medio fresco y devolver las células a la incubadora de cultivo celular. Después de 24 a 48 horas, identifique los virus recombinantes por microscopía de fluorescencia. Las placas de virus recombinantes expresan fluorescencia roja debido a la integración del gen de fusión mCherry-E3L.La placa purifica los virus recombinantes tres veces en células RK13 de tipo salvaje. Después de tres rondas de purificación de placa, infectar las células RK13+E3L+K3L con diluciones seriales de la placa de izado. Para identificar los virus colapsados, mediante microscopía de fluorescencia utilizando un sistema de imágenes adecuado equipado con cubos de filtro GFP y RFP.A continuación, la placa purificar sólo el verde VC-R4, o placas E3L incoloras tres veces en las células RK13+E3L+K3L. Asegurar que no haya placas de color rojo. Infecta las células con al menos 100 unidades formadoras de placa para aumentar tus posibilidades de identificar una placa incolora.En raras ocasiones, es posible que se requieran varias rondas de infección. Las placas fluorescentes rojas en las células RK13 competentes de la proteína quinasa R son indicativas de la expresión viral de mCherry-E3L. Y las placas o placas incoloras que expresan sólo eGFP en las células RK13+E3L+K3L confirman el colapso del marcador de selección mCherry-E3L.El virus recombinante VC-R4, que carece de ambos antagonistas de la proteína quinasa R, no puede replicarse en células RK13 competentes con proteína quinasa R, mientras que el virus aparente VP872, que expresa E3L, es competente para la replicación. Para confirmar que esta incapacidad para replicar en las células RK13 fue solamente debido a la pérdida de E3L, el GFP mejorado fue substituido con el E3L en el virus VC-R4. Generó un virus relevante utilizando el mismo protocolo de selección.Curiosamente, al hacer este virus, se identificaron placas incoloras consistentes con el colapso del marcador de selección mCherry-E3L antes de la selección en las células RK13+E3L+K3L que generalmente se requieren para seleccionar recombinantes sin cicatrices. Probablemente debido a la identidad de secuencia extendida entre el casete de recombinación mCherry-E3L y el gen E3L que se inserta en VC-R4. En promedio, el 12,6% de los viriones de progenie se sometieron a recombinación con el plásmido trans infectado, similar a las frecuencias notificadas anteriormente.Aquí, se muestra la frecuencia de las placas incoloras en relación con las placas totales RK13+E3L+K3L, lo que demuestra que la tasa de colapso y la pérdida del marcador de selección mCherry-E3L se produjeron a una frecuencia de aproximadamente 1,8%. En la primera etapa utilizando células competentes PKR asegura que todas las placas con el virus recombinante contenido. En la segunda etapa utilizando células deficientes PKR permite la detección de virus recombinantes con un locus mCherry-E3L colapso.Este enfoque nos permite generar rápidamente virus que contienen genes exógenos, por ejemplo, para la producción de vacunas, ofrecer la expresión de diferentes antagonistas virales de PKR. para facilitar el análisis de interacciones específicas de especies con PKR de varios huéspedes.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Generation of Recombinant Influenza Virus from Plasmid DNA

Generación de recombinantes del virus de influenza a partir del ADN plásmido

Efforts by a number of influenza research groups have been pivotal in the development and improvement of influenza A virus reverse genetics. Originally ...

Investigación

Inmunología e Infección

RNAi Screening for Host Factors Involved in Vaccinia Virus Infection using Drosophila Cells

RNAi Screening for Host Factors Involved in Vaccinia Virus Infection using Drosophila Cells

RNAi detección de los factores del huésped implicados en Vaccinia Infección del virus utilizando Drosophila Celdas

Viral pathogens represent a significant public health threat; not only can viruses cause natural epidemics of human disease, but their potential use in ...

Combination of Adhesive-tape-based Sampling and Fluorescence in situ Hybridization for Rapid Detection of Salmonella on Fresh Produce

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Combinación de adhesivo basado en cinta de muestreo y de fluorescencia In situ La hibridación para la detección rápida de Salmonella En los productos frescos

This protocol describes a simple approach for adhesive-tape-based sampling of tomato and other fresh produce surfaces, followed by on-tape fluorescence in ...

Generation of Recombinant Arenavirus for Vaccine Development in FDA-Approved Vero Cells

Generación de Arenavirus recombinante para el Desarrollo de Vacunas de la FDA aprobados células Vero

The development and implementation of arenavirus reverse genetics represents a significant breakthrough in the arenavirus field  4. The use of cell-based ...

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Generation of Recombinant Human IgG Monoclonal Antibodies from Immortalized Sorted B Cells

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Análisis de<em&gt; Yersinia enterocolitica</em&gt; Efector translocación en las células huésped Usando beta-lactamasa Efector fusiones

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