方法論記事

ゲノム解析に向けた個々のウイルス粒子の蛍光ベースのソーティング

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2026年9月30日

この記事について

要約

1. ウイルス懸濁液の調製 フローサイトメトリーによる単一ビリオンの単離に先立ち、非固定のウイルス懸濁液を調製する。既報のプロトコルに従ってウイルス粒子を単離し、最終的なウイルス懸濁液が0.1 μmフィルター滅菌済みのTE(Tris-EDTA, pH 8)に含まれていることを確認する。化学的凝集を用いる他の手法も開発されているが、接線流ろ過(TFF)法の使用を推奨する。エピ蛍光顕微鏡やフローサイトメトリーなどの確立されたプロトコルを用いて、ウイルス粒子数を定量する。ウイルス懸濁液を2本のエッペンドルフチューブに分注する(最終容量は1,000 μlを推奨)。 2. フローサイトメトリー カスタム前方散乱光PMT(FSC PMT)を搭載したBD FACSAria IIフローサイトメーターを用いてウイルスを分取する場合、0.1 μmフィルター滅菌済みのTE(pH 8.0)でウイルス粒子を希釈し、イベントレートが200 events sec-1となる適切なタイターに調整する。 S/N比を最大化するように閾値を設定する。例えば、T4およびλファージ粒子を含む混合集団の場合、FSC PMTを1,000、SSCを200に設定することを推奨する。 以下の「ブランク」サンプル100 μlを解析する:1) 0.1 μmフィルター滅菌済みのTEのみ、および 2) 0.1 μmフィルター滅菌済みのTEにストック液(10,000倍濃縮)を1e-4に希釈したSybrGreen1を加えたもの。 バックグラウンドを評価するため、未染色のウイルス懸濁液の少量分注液(100 μlを推奨)を解析し、続いて染色済みウイルス懸濁液(ストック液を1e-4に希釈したSybrGreen1で染色)を解析し、それぞれ合計5,000イベントまで取得する。これは、分取前に濃度を確認し、必要に応じて分取ゲートを調整するためである。ウイルス粒子の中心にタイトなゲートを設定することを推奨する。また、ゲートの設定にはSYBR GreenとFSC PMTのプロットを用いる。 37 °Cに冷却した1%低融点(LMP)アガロース(TBEバッファー溶液)5 μlを、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)顕微鏡スライド(Electron Microscopy Sciences社製)の各ウェルに加える。 分取したウイルス粒子を回収するため、PTFE顕微鏡スライドをフローサイトメーターにセットする。 SYBR Green染色されたウイルス粒子の分取を開始し、LMPアガロースを塗布したPTFEスライド上に直接回収する。共焦点レーザー走査顕微鏡(CSLM)によるウイルスの深さ方向の検出を容易にするため、一部のウェルには10イベント(ウイルス粒子)以上を分取することを推奨する。 分取完了後、スライドをフローサイトメーターから取り出し、各ウェルに37 °Cに冷却したLMPアガロースをさらに5 μl加え、ウイルス粒子を封入する。 Zeigler Allen, L., 他 「シングルウイルスゲノミクス」を用いた単一ビリオンの単離およびゲノム解析 J. Vis. Exp. (2013).

このビデオでは、蛍光検出と精密な粒子ソーティングを用いることで、混合集団からゲノムを含む個々のウイルスをフローサイトメトリーで単離し、その後のゲノム特性解析に向けてアガロースで封入する方法を解説します。

プロトコル

1. ウイルス懸濁液の調製

フローサイトメトリーによる単一ビリオンの単離に先立ち、未固定のウイルス懸濁液を調製します。

  1. 既報のプロトコルに従ってウイルス粒子を単離し、最終的なウイルス懸濁液が0.1 μmフィルター滅菌済みのTE(Tris-EDTA, pH 8)に含まれていることを確認してください。化学的凝集を利用した他の手法も開発されていますが、接線流ろ過(TFF)法の使用を推奨します。
  2. エピ蛍光顕微鏡(8-10)やフローサイトメトリーなど、確立されたプロトコルを用いてウイルス粒子を定量してください。
  3. ウイルス懸濁液を2本のエッペンドルフチューブに分注してください(最終容量は1,000 μlを推奨します)。

2. フローサイトメトリー

  1. カスタム前方散乱PMT(FSC PMT)を備えたBD FACSAria IIフローサイトメーターを用いてウイルスをソートするには、ウイルス粒子を0.1 μmフィルター滅菌済みのTE(pH 8.0)で希釈し、イベントレートが200 events sec-1となる適切なタイターに調整します。
  2. S/N比を最大化するようにしきい値を設定します。例えば、T4およびラムダファージ粒子を含む混合集団の場合、FSC PMTを1,000、SSCを200に設定することを推奨します。
  3. 1) 0.1 μmフィルター滅菌済みのTEのみ、および 2) 0.1 μmフィルター滅菌済みのTEとストック溶液(10,000X)を1e-4に希釈したSybrGreen1を含む「ブランク」サンプルを、それぞれ100 μlずつ流します。
  4. バックグラウンドを評価するため、まず未染色のウイルス懸濁液の少量分注液(100 μlを推奨)を流し、続いて染色済みウイルス懸濁液(ストック溶液を1e-4に希釈したSybrGreen1)を流し、それぞれ合計5,000イベントまでウイルス粒子を測定します。これは、ソート前に濃度を確認し、必要に応じてソートゲートを調整するためです。ウイルス粒子の中心にタイトなゲートを設定することを推奨します。また、ゲートの設定にはSYBR GreenとFSC PMTのプロットを使用します。
  5. 37 °Cに冷却した1%低融点(LMP)アガロース(TBEバッファー調製)を、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)顕微鏡スライド(Electron Microscopy Sciences社製)の各ウェルに5 μlずつ加えます。
  6. ソートしたウイルス粒子を回収するため、PTFE顕微鏡スライドをフローサイトメーターにセットします。
  7. SYBR Green染色されたウイルス粒子のソートを、LMPアガロースを塗布したPTFEスライド上へ直接開始します。共焦点レーザー走査顕微鏡(CSLM)でのウイルスの深さ検出を容易にするため、一部のウェルでは10イベント(ウイルス粒子)以上をソートすることを推奨します。
  8. ソート完了後、スライドをフローサイトメーターから取り出し、各ウェルに37 °Cに冷却したLMPアガロースをさらに5 μl加えて、ウイルス粒子を封入します。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
1X TEバッファーInvitrogen12090-015 
バッファー飽和フェノールInvitrogen15513-039 
LMPアガロースInvitrogen16520100 
PTFE顕微鏡スライドElectron Microscopy Sciences63430-0424ウェル、直径4 mm
β-アガラーゼNew England BiolabsM0392S 

タグ

ウイルス粒子のソーティング蛍光検出フローサイトメトリー単一ウイルスゲノミクスゲノム増幅核酸染色アガロース包埋共焦点顕微鏡観察FSC-PMTSYBR Green I