השלב הראשון במחזור החיים של וירוס הזירה הוא הצמדה של חלקיקים נגיפיים לתאים מארחים. אנו מדווחים על בדיקה כמותית מבוססת RT-PCR לזיהוי וכימות רגישים במיוחד של אירועי התקשרות ל-arenavirus.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
השלב הראשון במחזור החיים של וירוס הזירה הוא הצמדה של חלקיקים נגיפיים לתאים מארחים. אנו מדווחים על בדיקה כמותית מבוססת RT-PCR לזיהוי וכימות רגישים במיוחד של אירועי התקשרות ל-arenavirus.
Arenaviruses הם משפחה של נגיפי RNA עטופים הגורמים למחלות אנושיות קשות. השלב הראשון במחזור החיים של וירוס הזירה הוא היצמדות של חלקיקים נגיפיים לתאים מארחים. בעוד שניתן למדוד את ההתקשרות של תאי הנגיף באמצעות שימוש בוויריונים המסומנים בביוטין, איזוטופים רדיואקטיביים או צבעים פלואורסצנטיים, גישות אלה דורשות בדרך כלל ריבוי גבוה של זיהום (MOI) כדי לאפשר זיהוי של נגיף קשור. אנו מתארים בדיקה כמותית מבוססת RT-PCR המודדת התקשרות של זן נגיף ג'ונין Candid 1 באמצעות כימות של RNA גנומי ויראלי ארוז ויריון. לבדיקה זו מספר יתרונות כולל הרגישות הקיצונית שלה ויכולתה למדוד התקשרות על פני טווח דינמי גדול של MOIs ללא צורך בטיהור או תיוג וירוס קלט. חשוב לציין, ניתן להתאים גישה זו בקלות לשימוש עם וירוסים אחרים באמצעות שימוש בריאגנטים qRT-PCR ספציפיים לווירוסים. יתר על כן, ניתן לשנות בדיקה זו כדי לאפשר מדידה של אנדוציטוזיס חלקיקים והסרת ציפוי הגנום. לסיכום, אנו מתארים בדיקה פשוטה אך חזקה למדידה רגישה ביותר של התקשרות תא ארנה-וירוס.
Arenaviruses הם משפחה של מעטפת, וירוסים RNA חד-גדילי שנשמרים בעיקר במכרסמים בטבע 1-3. בעוד וירוסים אלה בדרך כלל להקים זיהום אסימפטומטית, עיקש במאגרי מכרסם 1,2, הם יכולים לגרום למחלות קשות בבני אדם 3. מיני פתוגניים חשובים לכלול את וירוס העולם החדש חונין (JUNV) 4 ואת העולם הישן לסה הווירוס 5, אשר הם סוכני האטיולוגי של קדחת מדממת ארגנטינית בדרום אמריקה קדחת לסה באפריקה, בהתאמה. וירוס choriomeningitis לימפוציטית (LCMV), וירוס אב הטיפוס של המשפחה 6, נפוץ ברחבי עולם ואחראי על מגוון של מצב מחלה כולל דלקת קרום מוח אצל אנשים עם מערכת חיסון תקין 6, למומים מולדים חמורים בעובר 7 מתפתח, או קטלנית גבוה immunosuppressed אנשים הבאים 8,9 השתלה מוצק איברים. חוסר ארצות הבריתמזון ותרופות (FDA) -approved חיסונים או antivirals היעילה להילחם וירוסים אלה מדגישים את הצורך הקריטי לפתח אסטרטגיות רומן למקד אלה מתעוררים / מחדש המתעוררים פתוגנים טיפוליים.
הגנום arenavirus מורכב משני המגזרים RNA חד-גדילי, גדול (L) (~ 7.2 kb) וקטנים (S) (~ 3.6 kb) מגזרי 10. מגזר S המקודד את nucleoprotein ויראלי (NP) ו גליקופרוטאין המעטפה (GP) בעוד קטע L מקודד פולימראז ויראלי (L) וחלבון מטריקס (Z). The L ומגזרי RNA S גנומי (vRNAs) ארוזים לתוך virions 10-12. השלב הראשוני של זיהום arenavirus הוא מצורף של חלקיקים נגיפיים לארח התאים דרך אינטראקציה בין GP ויראלי קולטני התא המארח המתאים אשר עבור JUNV, כולל קולטן transferrin האדם 1 (hTfR1) 13,14. בעקבות עיקול, חלקיקים JUNV נלקחים לתוך התא באמצעות אנדוציטוזה בתיווך clathrin 15.חלקיקים אז תנועה אל אנדוזום מאוחר שבו pH הנמוך של תא זה מעורר את ההפעלה של GP 16,17. לאחר ההפעלה, מוסיף פפטיד היתוך בקידוד GP לתוך קרום endosomal, ייזום היתוך בין ממברנות ויראלי endosomal. תוצאות היתוך מוצלחות שחרורו של vRNAs ארוז virion לתוך הציטופלסמה, שם הם משרתים כתבניות שכפולות שעתוק הגנומי. כאשר כמויות מספיקות של חלבונים מבניים ויראלי vRNAs נוצרות, חלקיקים חדשים להרכיב ניצן מהתא הנגוע כדי להשלים את מחזור החיים 18.
כדי להקל על גילוי האסטרטגיות חדשות כדי למקד את arenaviruses פתוגניים טיפולי, הקבוצה שלנו התמקדה בזיהוי גורמים מארחים כי הם קריטיים עבור התפשטות נגיף, אבל אפשר לוותר עליהן עבור המארחת. בהקשר זה, המגדיר את הבמה המדויקת (ים) של מחזור החיים של הנגיף נשלט על ידי גורמי מארח שכזו נדרשת בכדי להנחות אתפיתוח של אסטרטגיות נגיפים. בזאת, אנו מתארים assay כמותית (q) RT-PCR מבוסס כי ניתן להשתמש כדי למדוד מצורף arenavirus תאים לצורך זיהוי אם חלבונים מארחים נבחרים ו / או מולקולות אנטי להשפיע בשלב ראשוני זה של כניסה ויראלי 19. גישות חלופיות למדידת מצורף arenavirus תאים כיכבו virions שכותרתו עם ביוטין 20, צבעי ניאון 21, או איזוטופים רדיואקטיביים 22. חסרונות שיטות אלה יכולים לכלול את הדרישה עבור כמויות גדולות של וירוס קלט (למשל multiplicities גבוהה של זיהום (משרד פנים)), שימוש רדיואקטיביות, ו / או צעדי טיפול נוספים להכנת וירוס קלט (למשל ריכוז ו / או תיוג של וירוס) . בפרט, השימוש גבוה משרד פנים מקשה להבחין פרודוקטיבי לעומת אירועים מצורפים פרודוקטיבי 15,23. את assay qRT-PCR המבוסס המתואר כאן ניתן לזהות אירועים מצורפים באמצעות כמה כמו 20 פלאק עבוריחידות מינג (PFUs) של הנגיף, אשר מיתרגם משרד הפנים של 0.0004 עבור צלחת 48-היטב. לכן, הרגישות החזקה של assay מתגברת על הדרישה גבוהה משרד פנים וכן כל צעדי תיוג וירוס או ריכוז. יתר על כן, assay יכול להיות אני) מותאם למדוד אנדוציטוזה virion וכן שחרורו של הגנום וירוס לתוך הציטופלסמה הבא פיוז'ן ii) מותאם לשימוש עם וירוסים אחרים באמצעות הפיתוח של חומרים כימיים qRT-PCR ספציפי וירוס (לדוגמות, ראה 24-27).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: זה קריטי, כי הפרוטוקול המתואר להתבצע באמצעות טכניקה מראש PCR קפדנית (ראה 28 עבור סקירה מצויינת על איך להקים מעבדה טרום PCR וכיצד לבצע ניסויים באמצעות טכניקה מראש PCR טוב). זה הכרחי כי כל חומרים כימיים וציוד חופשיים של DNA מוגבר המכיל את רצף היעד qPCR וכי הבקרות המתאימות נמצאים במקום כדי לזהות זיהום כזה. סקירה כללית של פרוטוקול מוצג באיור 1.
1. כן מדיה תאי זרע צלחות 48-היטב
2. לבצע Attachment תאי וירוס
הערה: וירוס בשימוש בפרוטוקול זה, זן JUNV פספוסים 1 # (C # 1), שימש בהצלחה כחיסון מוחלשים חי למניעת JUNV המחלה 29. JUNV C # 1 נגזר XJ הארסית זן JUNV דרך מעבר סדרתי היא in vivo ו במבחנה נבדל זן XJ הורי על ידי 12 חומצות אמינו 30. becausדואר JUNV C # 1 רמת biosafety (מנהלת ליגה) הפתוגן -2 מדורג, העבודה המתוארת עבור סעיף זה חייבת להתבצע באמצעות 31 שיטות BSL-2 מתאימות. זה כולל שימוש בציוד מגן אישי (הגנה וחקר עיניים למשל, מעייל מעבדה, כפפות כפולות), ארון בטיחות ביולוגי בכיתה שנייה, וכן להבטיח כי כל האנשים קבלו הודעה כוללת הכשרה ואישורים המוסדיות נדרשים להתמודד האורגניזם הזה בשלום.
3. ויראלי RNA הפקה
4. qRT-PCR מדידה של הגנום הויראלי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי להגיע לרגישות וטווח דינמי של assay qPCR, כמויות ידועות של פלסמיד המקודד את הגן NP של # 1 JUNV C (טווח 5-5 x 10 7 עותקים) היו נתונים qPCR כמפורט בסעיף 4 לפרוטוקול. Assay הוא רגיש והוא יכול לזהות באופן מהימן מעטים ככל 5 עותקים של חומצת גרעין היעד (איור 2). יתר על כן, את הטווח הדינמי של assay הוא גדול, כפי שמוצג באיור 2, יכול לכסות לפחות 7 יומנים של תבנית. אמנם לא לעין, זיהינו כמה שרק 5 x 10 9
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול אנו מתארים הוא פשוט וחזקים בתנאי השיקולים הקריטיים הבאים הם נצפו. ראשית, טכניקה מראש PCR קפדנית חייבת להיות מועסקת (ראה 28 לבחינה מעולה). זה הכרחי כי כל חומרים כימיים וציוד חופשיים של DNA מוגבר המכיל את רצף היעד qPCR וכי הבקרות המתאימות נמצאים במקום כדי לזהות זיהום כזה. שנית, עבור החלק המצורף תאי וירוס של הפרוטוקול, הנגיף, תאים, ומדיה חייב להישמר על 4 מעלות צלזיוס כדי למנוע אנדוציטוזה של virions נכנס שטח. שלישית, כמות התאים שנאספו להפקת RNA אסורה תגבור על יכול...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
אנו מודים מרקוס טאלי, נתן רועי, כריסטופר זיגלר, אמילי ברוס, ובנימין המלך לדיונים מועילים לבין המכון הלאומי לבריאות לתמיכה במחקרים אלה באמצעות מענקים T32 AI055402 (JK), R21 AI088059 (JB), ו P20RR021905 (JB) .
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| DMEM | Life Technologies | 11965-118 | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | טכנולוגיות חיים | 15140-163 | 100x |
| HEPES Buffer Solution Life | Technologies | 15630-130 | 100x |
| PBS pH 7.4 | Life Technologies | 10010-023 | 1x |
| תאי Vero E6 | אוסף תרביות מסוג אמריקאי | CRL-1586 | |
| Costar 48-well plate | Corning | 3548 | |
| RNeasy mini kit | Qiagen | 74106 | אין לערבב מאגרים RLT או RW1 עם אקונומיקה |
| QIAמגרסה הומוגנייזר | Qiagen | 79654 | |
| Taqman Universal PCR Master | Mix Life Technologies | 4326614 | |
| Multiscribe Reverse Transcriptase (50U/µ l) | Life Technologies | 4311235 | |
| תערובת dNTP (10 מ"מ; 2.5 מ"מ כל אחד dNTP) | Life Technologies | N808-0260 | |
| GeneAmp 10X PCR Buffer II ו-25 מ"מ פתרון MgCl2 | Life Technologies מעכב | N808-0010 | |
| (5000U/100 ומיקרו; l) | Life Technologies | N808-0119 | |
| RT פריימר 5'-AAGGGTTTAAAAAT GGTAGCAGAC-3' | טכנולוגיות DNA משולבות | 250 ננומול DNA oligo | התפלה סטנדרטית |
| פריימר qPCR קדימה 5'-CATGGAGGTCAAACAACTTCCT-3' | Life Technologies | 4304971 | התפלה סטנדרטית |
| פריימר qPCR הפוך 5'-GCCTCCAGACATGGTTGTGA-3' | Life Technologies | 4304971 | התפלה סטנדרטית |
| TaqMan 5'-6FAM-ATGTCATCGGATCCTT-MGBNFQ-3' | Life Technologies | 4316033 | HPLC מטוהר |
| MicroAmp מהיר אופטי 96 בארות תגובה (0.1 מ"ל) | Life Technologies | 4346906 | |
| StepOnePlus Real-Time PCR System | Life Technologies | 4376598 | או מכשיר qPCR אחר |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.