$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
فيروسات الروتا هي الأسباب الرئيسية لالتهاب المعدة والأمعاء الحاد في الرضع والأطفال الصغار ، وكذلك الشباب من العديد من الثدييات الأخرى والطيورالأنواع 1. كأعضاء في عائلة Reoviridae، الفيروسات الدوارة لديها تجزئة الحمض النووي الريبي المزدوج تقطعت بهم السبل (dsRNA) الجينوم. وترد شرائح الجينوم داخل فيرجيون icosahedral غير مغلفة تشكلت من ثلاث طبقات متحدة المركز من البروتين2. واستناداً إلى التسلسل والتحليل الجيني لأجزاء الجينوم، تم تحديد تسعة أنواع من فيروس الروتا (A-D, F−J)3. تلك السلالات التي تتألف من أنواع فيروس الروتا A هي المسؤولة عن الغالبية العظمى من الأمراض البشرية4. ويرتبط إدخال لقاحات فيروس الروتا في برامج تحصين الأطفال ابتداء من العقد الماضي بتخفيضات كبيرة في وفيات واعتلال فيروس الروتا. وعلى وجه الخصوص، انخفض عدد وفيات الأطفال المرتبطة بفيروس الروتا من حوالي 528,000 في عام 2000 إلى 128,500 في عام 20164,5. يتم صياغة لقاحات فيروس الروتا من سلالات حية مخففة من الفيروس، مع إعطاء 2 إلى 3 جرعات للأطفال بحلول 6 أشهر من العمر. قد يؤدي العدد الكبير من سلالات فيروس الروتا المتنوعة وراثيًا المتداولة في البشر وأنواع الثدييات الأخرى ، إلى جانب قدرتها على التطور السريع من خلال الطفرات وإعادة الفرز ، إلى تغييرات مضادة للجينات في أنواع فيروسات الروتا التي تصيب الأطفال6و7و8. وقد تقوض هذه التغييرات فعالية اللقاحات الموجودة، مما يتطلب استبدالها أو تعديلها.
ولم يتحقق سوى مؤخرا ً 9 تطوير نظم علم الوراثة العكسية القائمة على البلازميد9بالكامل التي تمكن من التلاعب بأي من شرائح جينوم فيروس الروتا 11. ومع توافر هذه النظم، أصبح من الممكن كشف التفاصيل الجزيئية لتكرار فيروس الروتا ومسبباته، وتطوير أساليب فحص عالية الإنتاجية محسنة لمركبات مكافحة فيروس الروتا، وإنشاء فئات جديدة يمكن أن تكون أكثر فعالية من لقاحات فيروس الروتا. أثناء تكرار فيروس الروتا، توج الفيروسية (+) RNAs ليس فقط دليل توليف البروتينات الفيروسية، ولكن أيضا بمثابة قوالب لتركيب شرائح الجينوم dsRNA ذرية10،11. تعتمد جميع أنظمة الوراثة العكسية للفيروس الروتا الموصوفة حتى الآن على نقل ناقلات النسخ T7 إلى خطوط خلايا الثدييات كمصدر لـ cDNA المشتقة (+) RNAs المستخدمة في استعادة الفيروسات المؤتلفة9،12،13. داخل ناقلات النسخ ، يتم وضع الأقراص الفيروسية الكاملة الطول بين مروج T7 المنبع وفيروس دلتا التهاب الكبد المصب (HDV) ribozyme بحيث يتم تصنيعها من قبل البوليميراز T7 RNA التي تحتوي على أصلية 5 ' و 3'-termini(الشكل 1A). في الجيل الأول من نظام علم الوراثة العكسي ، تم إجراء الفيروسات المؤتلفة عن طريق نقل خلايا الكلى الطفل الهامستر التعبير عن T7 RNA polymerase (BHK-T7) مع 11 T7 (pT7) ناقلات النسخ ، كل توليف توجيه فريدة من نوعها (+) الجيش الملكي النيبالي من سلالة الفيروس SA11 simian، وثلاثة CMV المروج محرك التعبير plasmids، واحد ترميز بروتين انصهار reovirus الطيور p10FAST ووحدتين فرعيتين ترميز من فيروس vaccinia D1R-D12L توج إنزيم معقدة9. تم تضخيم الفيروسات SA11 المؤتلفة المتولدة في خلايا BHK-T7 المصابة المنقولة من خلال الإشراف على خلايا MA104 ، وهو خط خلية متساهل لنمو فيروس الروتا. وقد وصفت نسخة معدلة من الجيل الأول من نظام علم الوراثة العكسية التي لم تعد تستخدم دعم plasmids12. بدلا من ذلك، يولد النظام المعدل بنجاح فيروسات روتا المؤتلفة ببساطة عن طريق نقل خلايا BHK-T7 مع ناقلات النسخ SA11 T7 11، مع التحذير من أن ناقلات للمصنع الفيروسي (viroplasm) كتل البناء (البروتينات غير الهيكلية NSP2 و NSP5) تضاف عند مستويات 3 أضعاف أعلى من ناقلات أخرى14،15. كما تم تطوير نسخ معدلة من نظام علم الوراثة العكسي التي تدعم الانتعاش من سلالات KU وOdelia البشرية من فيروس الروتا16,17. الجينوم الفيروس الروتا قابلة بشكل ملحوظ للتلاعب عن طريق علم الوراثة العكسي، مع الفيروسات المؤتلفة ولدت حتى الآن مع الطفرات التي أدخلت في VP418،NSP19،NSP219،NSP320،,21،وNSP522،,23. من بين الفيروسات الأكثر فائدة التي تم إنشاؤها حتى الآن هي تلك التي تم هندستها للتعبير عن البروتينات مراسل الفلورسنت (FPs)9،12،21،24،25.
في هذا المنشور، ونحن نقدم بروتوكول لنظام علم الوراثة العكسي التي نستخدمها في مختبرنا لتوليد سلالات المؤتلفة من فيروس الروتا SA11. السمة الرئيسية لبروتوكولنا هي التطفل المشترك لخلايا BHK-T7 مع ناقلات النسخ pT7 11 (المعدلة لتشمل مستويات 3x من pT7/NSP2SA11 و pT7/NSP5SA11 vectors) وناقل تعبير CMV ترميز فيروس حمى الخنازير الأفريقية (ASFV) NP868R توج الإنزيم21 (الشكل 2). في أيدينا، وجود البلازميد NP868R يؤدي إلى إنتاج أعلى titers من الفيروسات المؤتلفة من قبل خلايا BHK-T7 المصابة. في هذا المنشور، ونحن نقدم أيضا بروتوكول لتعديل pT7/NSP3SA11 plasmid بحيث يمكن إنشاء الفيروسات المؤتلفة التي تعبر ليس فقط عن الجزء 7 البروتين المنتج NSP3 ولكن أيضا FP منفصلة. ويتم تحقيق ذلك عن طريق إعادة هندسة إطار القراءة المفتوحة NSP3 (ORF) في pT7/NSP3SA11 plasmid لاحتواء عنصر إيقاف إعادة التشغيل التحويلي 2A المصب متبوعاً بـ FP ORF(الشكل 1B)24،26. من خلال هذا النهج، قمنا بتوليد فيروسات روتا المؤتلفة التي تعبر عن مختلف FPs: UnaG (الأخضر)، mKate (أحمر بعيد)، mRuby (الأحمر)، TagBFP (الأزرق)، CFP (سماوي)، وYFP (أصفر)24،27،28. يتم إجراء هذه الفيروسات الروتا التعبير ية FP دون حذف ORF NSP3 ، وبالتالي تسفر عن الفيروسات التي من المتوقع أن ترميز مجموعة كاملة من البروتينات الفيروسية العاملة.