方法論記事

細菌人工染色体由来合成RNAをトランスフェクションした細胞からの感染性ビリオンのレスキュー

29 回視聴

⸱

2026年9月30日

この記事について

要約

RNA感染性とウイルス力価の決定 BHK-21(baby hamster kidney-21)細胞を、150 mm培養皿に3 × 10⁶ cells/dishの密度で播種し、37 °C、5% CO₂条件下で24時間培養する。 注:BHK-21細胞は、10%胎児牛血清、2 mMグルタミン、ビタミン、およびペニシリン/ストレプトマイシンを添加したα-MEM(alpha minimum essential medium)で維持すること。 細胞単層を、冷やした溶液A(137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 8.1 mM Na₂HPO₄, 1.5 mM KH₂PO₄)10 mlで洗浄する。0.25%トリプシン-EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid)4 mlで処理して細胞を皿から剥離させ、卓上遠心機を用いて270 × gで2分間遠心分離して回収する。 50 mlコニカルチューブ内で、細胞ペレットを冷やした溶液A 50 mlで再懸濁し、270 × gで2分間遠心分離する。この洗浄手順を3回繰り返す。最後の洗浄後、細胞ペレットを溶液Aを用いて2 × 10⁷ cells/mlの密度で再懸濁する。 細胞懸濁液の400 µl分注量と2 µgの合成RNAを2 mmギャップキュベット内で混合し、電気穿孔装置を用いて最適条件(980 V、パルス幅99 µsec、5パルス)で速やかにエレクトロポレーションを行う(図1C)。 エレクトロポレーション後の細胞を室温(RT)で10分間静置し、600 µlの完全培地を含む1.7 mlマイクロチューブに移す。 エレクトロポレーション後の細胞を1 mlの完全培地で10倍段階希釈し、各希釈液の100 µl分注量を、6ウェルプレート内の非エレクトロポレーションBHK-21細胞単層(5 × 10⁵ cells)上に播種する。 4~6時間のインキュベーション後、10%胎児牛血清含有MEM(minimal essential medium)に0.5%アガロースを加えたオーバーレイを細胞上に重ねる。プレートを37 °C、5% CO₂条件下で4日間インキュベーションする。 7%ホルムアルデヒドで固定し、5%エタノール含有1%クリスタルバイオレットで染色することで、感染中心(プラーク)を可視化する(図2A)。 オプション:トランスフェクション後18~20時間のRNAエレクトロポレーション細胞を免疫蛍光染色法で検討し、日本脳炎ウイルス(JEV)タンパク質の発現を確認する(図2B)。また、トランスフェクション後22時間および40時間でRNAエレクトロポレーション細胞から上清を回収し、プラークアッセイによりウイルス力価を測定する(図2C)。 Yun, S. 他バクテリア人工染色体:プラス鎖RNAウイルスの研究のための機能ゲノミクスツール J. Vis. Exp. (2015)

このビデオでは、細菌人工染色体(BAC)クローンから転写された合成RNAを用いて、感染性日本脳炎ウイルスを回収する方法を実演します。合成RNAを細胞にエレクトロポレーションすることで、ウイルスゲノムが新しいビリオンの産生を誘導する様子を示します。感染した細胞単層に形成されたプラークにより、感染性ウイルスの回収に成功したことが確認されます。

プロトコル

1. RNA感染性とウイルス収量の決定

  1. ベビーハムスター腎細胞-21 (BHK-21) 細胞を、150 mm培養ディッシュを用いて、3 × 106 cells/dishの密度で、37 °C、5% CO2条件下で24時間培養する。
    注:BHK-21細胞は、10%胎児牛血清、2 mMグルタミン、ビタミン、およびペニシリン/ストレプトマイシンを添加したα-最小必須培地で維持すること。
  2. 細胞単層を10 mlの冷 Solution A (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 8.1 mM Na2HPO4, 1.5 mM KH2PO4)で洗浄する。4 mlのトリプシン-エチレンジアミン四酢酸 (EDTA) (0.25%) を処理して細胞をディッシュから剥離させ、卓上遠心機を用いて270 × gで2分間遠心分離して回収する。
  3. 50 mlコニカルチューブ内で細胞ペレットを50 mlの冷 Solution Aで再懸濁し、細胞懸濁液を270 × gで2分間遠心分離する。この洗浄手順を3回繰り返す。最後の洗浄後、細胞ペレットをSolution Aを用いて2 × 107 cells/mlの密度で再懸濁する。
  4. 細胞懸濁液の400 µl分注量と2 µgの合成RNAを2 mmギャップキュベット内で混合し、最適なエレクトロポレーション条件(980 V、パルス幅99 µsec、5パルス)で、エレクトロポレーターを用いて速やかにエレクトロポレーションを行う (Figure 1C)。
  5. エレクトロポレーション後の細胞を室温 (RT) で10分間静置し、600 µlの完全培地を含む1.7 mlマイクロチューブに移す。
  6. エレクトロポレーション後の細胞を1 mlの完全培地で10倍段階希釈し、各希釈液の100 µl分注量を、6ウェルプレート内の非エレクトロポレーションBHK-21細胞 (5 × 105) の単層上に播種する。
  7. 4〜6時間インキュベートした後、10%胎児牛血清を含む最小必須培地で調製した0.5%アガロースを細胞上にオーバーレイする。プレートを37 °C、5% CO2条件下で4日間インキュベートする。
  8. 7%ホルムアルデヒドで固定し、5%エタノール溶液中の1%クリスタルバイオレットで染色して、感染中心(プラーク)を可視化する (Figure 2A)。
    1. オプション:トランスフェクション後18〜20時間のRNAエレクトロポレーション細胞を免疫蛍光法で解析し、日本脳炎ウイルス (JEV) タンパク質の発現を確認する (Figure 2B)。また、トランスフェクション後22時間および40時間のRNAエレクトロポレーション細胞から上清を回収し、プラークアッセイによりウイルス力価を測定する (Figure 2C)。

結果

figure-results-1

図1.細菌人工染色体(BAC)に組み込まれたフルレングスのJEV SA14-14-2相補的DNA(cDNA)からの感染性ウイルスの回収の概要。 (A) cDNAテンプレートの直線化。フルレングスのJEV BACをXbaIで切断し、ムング豆ヌクレアーゼ(MBN)で処理する。 (B) RNA転写物の合成。直線化したcDNAを、m7G(5')ppp(5')Aキャップアナログの存在下でSP6 RNAポリメラーゼにより転写する。 (C) 合成JEVの回収。in vitro転写したRNAをエレクトロポレーションによりBHK-21細胞に導入し、高タイターの合成ウイルスを生成させる。

figure-results-2

図2. 全長JEV BACから転写された合成RNAの特異的感染性と合成ウイルスの回収。 BHK-21細胞を擬似エレクトロポレーション(Mock)するか、あるいは全長JEV BACの2つの独立したクローン(Cl.1およびCl.2)それぞれに由来するRNA転写物をエレクトロポレーションした。 (A) RNA感染性。細胞をアガロースでオーバーレイし、トランスフェクションの4日後にクリスタルバイオレットで染色した。細胞にエレクトロポレーションされた感染性RNA量を推定するため、感染中心アッセイによりRNA感染性を決定した(左パネル)。また、感染中心の代表的な画像を示す(右パネル)。 (B) タンパク質発現。細胞を4ウェルチャンバースライドで培養した。トランスフェクション後20時間(hpt)におけるRNAエレクトロポレーション細胞のウイルスタンパク質発現を、一次抗体として抗非構造タンパク質1(NS1)ウサギ抗血清、二次抗体としてCy3標識ヤギ抗ウサギ免疫グロブリンG(IgG)(赤)を用いた免疫蛍光アッセイにより解析した。核は4',6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(青)で対比染色した。免疫蛍光画像は、対応する微分干渉コントラスト画像に重ね合わせている。 (C) ウイルス力価。細胞を150 mm培養皿で培養した。トランスフェクション後22時間および40時間(hpt)において、RNAエレクトロポレーション細胞の培養上清に蓄積した感染性ビリオンの産生量をプラークアッセイにより調べた。

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
α-最小必須培地Life Technologies (Gibco)12561-049 
アガロースLonza50004 
コニカルチューブ (50 mL)VWR21008-242 
クリスタルバイオレットSigma-AldrichC0775 
培養ディッシュ (150 mm)TPP93150 
キュベット (2-mm ギャップ)Harvard Apparatus450125 
胎児ウシ血清Life Technologies (Gibco)16000-044 
ホルムアルデヒドSigma-AldrichF1635毒性および発がん性あり
グルタミンLife Technologies (Gibco)25030-081 
最小必須培地Life Technologies (Gibco)61100-061 
ペニシリン/ストレプトマイシンLife Technologies (Gibco)15070-063 
塩化カリウムSigma-AldrichP3911 
リン酸一カリウムSigma-AldrichP9791 
6ウェルプレートTPP92006 
塩化ナトリウムSigma-AldrichS3014 
リン酸二ナトリウムSigma-AldrichS3264 
トリプシン-EDTA (0.25%)Life Technologies (Gibco)25200-056 
ビタミンSigma-AldrichM6895 
CO₂ インキュベーターThermo ScientificHeracell 150i 
卓上遠心機Thermo ScientificST16R 
エレクトロポレーターHarvard ApparatusECM 830 

タグ

合成RNAトランスフェクション感染性ビリオンの回収日本脳炎ウイルスエレクトロポレーション法細胞単層感染プラークアッセイウイルスゲノム回収BHK-21細胞段階希釈