ウイルス遺伝子増幅を利用したルーチンの検出方法は、非感染性粒子から感染を区別する無力によって制限されます。この資料の目的は、アプタマー バインディング、動的光散乱、透過型電子顕微鏡を用いた感染症ノロウイルス粒子の識別を支援する別の方法について詳細なプロトコルを提供することです。
Method Article
ウイルス遺伝子増幅を利用したルーチンの検出方法は、非感染性粒子から感染を区別する無力によって制限されます。この資料の目的は、アプタマー バインディング、動的光散乱、透過型電子顕微鏡を用いた感染症ノロウイルス粒子の識別を支援する別の方法について詳細なプロトコルを提供することです。
ヒトのノロウイルスは、かなりの公衆衛生と世界的な経済損失を強要します。体外新興栽培の進歩はまだ適用されませんルーチン検出ウイルスのためです。電流検出と定量化技術は、核酸増幅に主に依存している差別しない非感染性のウイルス粒子の感染。この資料の目的は、さらにウイルス粒子の感染状況に関する情報を取得するために一緒に使用される技術の最近の進歩に関する特定の詳細を提示することです。1 つの技法は、カプシドにノロウイルス一本鎖 Dna アプタマーの結合を評価します。簡単に合成し、変更されているという利点がある、アプタマーとは、安価で安定しました。別の手法、動的光散乱 (DL)、ソリューションにおけるキャプシド挙動を観察することの利点があります。電子顕微鏡によるウイルスのカプシドの構造の整合性の可視化が可能です。有望なが非特異的アプタマーへのバインディングなど荷電分子サンプル マトリックスから dl、精製キャプシドの要件と感度不良電子顕微鏡検査のためのそれぞれの手法のいくつかの欠点があります。それにもかかわらず、これらの技術を組み合わせて使用する場合生成データの体について説明しますより包括的な感染性の正確な評価のために不可欠である情報を推論するためノロウイルス キャプシドの整合性不活化メソッドまたはウイルスの検出の解釈。この資料では、感染のヒトのノロウイルス粒子を識別するこれらのメソッドを使用してプロトコルを説明します。
ヒトのノロウイルスはかなり保健負担を担当、世界的に約 6 億 8500 万病気や 212,000 人が死亡の原因と毎年1ドル2,3の十億の費用で。今日では、ノロウイルスの検出と定量化ゲノム増幅および/またはリガンド ベースのプラットフォームが含まれます。前者は、量的な情報はより敏感、偽陽性の結果4のリスクが低く、一般に好ましい。最も一般的なノロウイルスの検出と定量化ゲノム増幅技術は、逆転写酵素定量ポリメラーゼの連鎖反応 (qPCR-RT) です。対象人間ノロウイルスのゲノムの小さなセグメントを増幅するので、RT qPCR だけでは感染を区別できないと非感染性粒子、無料のゲノム RNA として破損しているゲノムを含むカプシド、カプシドと致命的なゲノムの変異切り捨てはまだ Rt-qpcr によって増幅することができます。両方はまだウイルス定量 RT qPCR に依存し、まだ日常臨床・環境の可能なメソッドではありません 2 つ新しい体外栽培技術人間ノロウイルス5,6は、最近報告されているが、ヒトのノロウイルスをテストします。従って、RT qPCR 残る臨床・環境をテストするためのゴールド スタンダードです。
その他の培養方法は、ノロウイルス粒子の感染状態を適切に推定するために開発されています。これらのメソッドは、ノロウイルス キャプシドの整合性をアドレスとゲノムの評価として一般に分類できます。前者のアプローチはより普及しました。これは致命的な変異があるウイルス粒子と同様、ウイルスの粒子はそのまま残りますが、宿主受容体/co-因子をバインドする機能がないため考慮しませんしかし、一般的に使用されるメソッドはウイルスのゲノム RNA の抽出前に RNase 前処理または切り捨てたりゲノム7をわずかに破損しています。人間ノロウイルス co-receptor/共同因子、炭水化物であるにバインドする、ウイルスの能力に基づいて、キャプシドの整合性を評価できる病理組織血液型抗原 (HBGAs) として知られています。HBGAs 糖タンパク質や糖脂質 (他の複数の組織) の中の一部として宿主の腸管上皮細胞に存在し唾液のような体液の分泌があります。その表面上 HBGA 様物質を含む腸内細菌は、ヒトのノロウイルス8,9,10をバインドする示されているし、このような相互作用は、ノロウイルス感染症5を促進する可能性が。HBGA バインディングを活用の基本概念は、ウイルス粒子のみ、推定受容体/共同-factor をバインドできる細胞を感染させることができることです。複数の研究が核酸増幅の前ビーズ ベース HBGA バインディングが感染性差別11,12,13,14のための有望な方法であることを示唆しています。 15,16。HBGAs に関する主要な課題は、人間ノロウイルス遺伝子型のすべてをバインドできます単一 HBGA 型がないことです。これに対処するため HBGAs が含まれている、豚の胃粘液は、合成、一貫性、およびコスト削減の容易さの利益のための浄化された HBGA 炭水化物の代わりに使用されています。
ムーアらによって最近の出版17は、ヒトのノロウイルス キャプシド整合性を推定するための新しい技術のセットを導入しました。HBGAs、ムーアらの代わりに17広く反応性核酸アプタマー (M6-2)18 , 広く反応性モノクローナル抗体 (NS14)19熱処理 GII.4 シドニー ノロウイルス カプシド (ウイルス様粒子または群集) のバインドを調査し、これを比較して合成 HBGAs にバインドします。核酸アプタマーは、短い (20 ~ 80 nt) 単一鎖核酸 (一本鎖 Dna または RNA) それらの順序の結果としてユニークな立体構造に折るし、ターゲットをバインドします。核酸があり、彼らはより少なく高価です。簡単に化学的に合成、精製、および変更された;熱に安定しています。アプタマー ノロウイルスに対して生成のいくつかのレポートが存在するそれらのいくつかのさまざまな系統18,20,21,22に広範な反応性を示します。一例として、ムーアら17アプタマー M6 2 精製、組み立てられた人間ノロウイルス カプシド (群集) にバインドされのより高い順序 (例えば、二次、三次) タンパク質の構造を維持するためにウイルスのキャプシド依存 HBGA にも同様の振る舞いを示した発生するバインディング。その一方で、抗体にノロウイルス VLP バインディングのかなりの割合 NS14 は残った完全に変性させるとカプシド後です。ムーアらによる研究ではノロウイルスのバインディングの評価17が行われた elisa 法のような単純なプレート ベース メソッドを用いたアプタマーは抗体の代わりに使用する例外 (したがってメソッドが ELASA 呼び出された)。この高スループット実験法は、ノロウイルス カプシド、物理的または化学的ストレッサーへの露出にウイルス不活化の機構を理解する上で貴重な作品でさまざまな治療法の効果を評価する使用されました。ただし、このメソッドに欠点は、低感度とアプタマーによる非特異的結合を引き起こす可能性より高いレベルでの汚染物質のマトリックス関連の寛容の欠如です。
ムーアら17は、熱処理への応答でウイルス粒子の集合を監視するのに別の方法、動的光散乱法 (DLS) を使用しました。DLS は、ナノ粒子懸濁液のサイズを評価する使用され、蛋白質23,24やウイルス25,26,27に拡張されています。溶液中の粒子からの散乱光の強度は拡散係数と、確立された式を使用して粒径の計算を可能にする粒子の大きさの関数として変動します。DL 法は、サイズ27に基づいたウイルス集計や二量体、個々 のキャプシド分散されたウイルスの検出を可能にするナノスケールまで分散粒子の流体力学的直径を区別できます。粒子サイズの増加によって表される、ウイルスの集計はキャプシドの整合性の損失を表しています。カプシドの変性しその構造の破壊、疎水性残基さらされる、一緒にスティックし、集合体を形成する粒子を引き起こします。DLS は、指定した処理やリアルタイム17,28の集計速度後粒子サイズを測定する使用できます。このメソッド ソリューションのキャプシド挙動の観察を許可する利点がある完全自然の状態でウイルスを代表することができない精製キャプシドの高濃度が必要です。
ムーアらによって利用される最後の方法17は、透過型電子顕微鏡 (TEM) だった。このメソッドは、感度を欠いている、定量的データを生成しません、ウイルスのカプシド構造のさまざまな治療法の効果の可視化が可能です。まだ臨床/環境設定の理想的な組み合わせでこれらのメソッドの使用は人間のノロウイルス不活性化を理解する上で貴重です。プレート ベースの結合の試金 (ELASA)、DL の詳細なプロトコルを提供するこの記事の目的は、TEM の準備メソッドを使用してキャプシドに治療の及ぼす影響のコンテキストでノロウイルス キャプシドに及ぼす熱処理の効果を調査整合性・ ムーアらに提示されています。17。
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1 です評価損失の高次ノロウイルス カプシド構造の結合アッセイのプレート ベース
注: ここで提示されるものに非常によく似た ELASA プロトコル公開 29 日となっています。研究の一部記事他 17 , 18 , 22 として以前と同様 ELASA アッセイを報告されているとします
。2。プレート ベースのアッセイの結果の解析
3。熱処理後のウイルスの凝集を検出するための DLS
注。以下の手順は、ソフトウェアに固有かもしれないと計測器を使用するが、適応でき同様のデバイスに適用します
。4。リアルタイムで検出ウイルス集計の DLS
注: 以下の手順ソフトウェアにある可能性があります、楽器を使用するが、適応でき同様のデバイスに適用されます
。5。TEM のサンプル準備
TEM 用に設計されたAccess restricted. Please log in or start a trial to view this content.
人間ノロウイルス GII.4 シドニー カプシド (群集) の構造の整合性は、ムーアらによって表されるいくつかの手法を使用して評価されました。17。 で実験が最初に行われていたと推定される受容体/共同-factor (HBGA) を一本鎖 Dna アプタマー (M6-2) を結合する機能の機能として、カプシドの整合性であった (図 1) を比較。表示される結果は、以前ムーアらによって提示されています。17、アプタマー M6 2 カプシド バインディング動作様々 な露光時間に 68 の ° C の熱処理への暴露ウイルス HBGA 拘束に類似していたことを示す。HBGA バインディング信号が少し以前よりも失われるのアプタマー M6 2、M6 2 表示信号の損失の計算後に群集が 65 ° C にさらされた、様々 な時間のための 68 の ° C の (表 1
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プロトコルとここで説明する手法は、人間ノロウイルス キャプシドの整合性/機能を評価する手段を提供します。これらのメソッドは、機械論的洞察、ウイルスに対する不活性化処理の効果を得るため使用することができ、Rt-qpcr またはプラーク アッセイなどのより伝統的な不活化評価方法を補うことができる可能性があります。たとえば、ウイルスの不活性化の程度のその不活性化の基になるメカニズムではなく単独でプラクの試金による化学的又は物理的不活化の評価を提供します。また、ウイルス集計できます価の過小評価の結果、したがって治療効果30を過大評価します。これらのメソッドは、ノロウイルス キャプシドの整合性に治療薬の効果についての情報を提供することによってこのような研究を知らせることができるさらに。最近では、2 つの in vitro (細胞培養) 栽培方法人間ノロウイルスのされている報告された5,6;これらにまだ頼った PCR ウイルス列挙の TCID50 の提示した ente...
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この作品は、NoroCORE プロジェクトを通じて農業と食品研究イニシアチブ競争グラント号 2011-68003-30395 からアメリカ合衆国農務省、国立食品研究所、農業によって支えられました。オープン アクセス料金のための資金は、米国農務省によって提供されました。ロバート Atmar (薬の Baylor の大学、ヒューストン、TX) 提供いただきありがとうございます親切私たち精製カプシドとヴァレリー Lapham の TEM 画像で彼女の援助したいと思います。提示実験を開始私たちを助けるためフランク N. バリーに感謝も申し上げます。
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 高次ノロウイルスキャプシド構造の損失を評価するためのプレートベースの結合アッセイ | |||
| 96ウェル、中結合ポリスチレンEIAプレート | Fisher(Costar) | 07-200-36 | |
| 96ウェルプレート用蓋 | Thermo Fisher | 3098 | |
| パラフィンフィルム(Parafilm) | Thermo Fisher | PM999 | |
| 1x PBS(pH 7.2) | Life Technologies | 20012-050 | |
| ポリソルベート 20 | Sigma-Aldrich | P9416 | |
| 1x PBS (pH 7.2) + 0.05% ポリソルベート 20 | 該当 | なし 該当なし 精製 | |
| 、組み立てられたヒトノロウイルス GII.4 キャプシド | 該当 | なし 該当なし | |
| 個別 0.2 ml PCR チューブ | ジェネシー サイエンティフィック | 22-154G | |
| 2 サーモサイクラー | バイオ・ラッド | ||
| 卓上型ミニ遠心分離機 | フィッシャーサイエンティフィック | 12-006-901 | |
| スキムミルク固形物 | サーモフィッシャー | LP0031B | |
| 合成組織血液型A型二糖類、ビオチン化 | グリコテック | 01-017 | |
| ビオチン化アプタマー M6-2 (ストック濃度 100 & micro;ヌクレアーゼフリー水中のM):5'-/5Biosg/AGTATACGTATTACCTGCAGCTGGGAAGAGGTCCGGTAAATGCAGGGTCAGCCCGGAGAGCGATATCTCGGAGATCTTGC -3' | Integrated DNA Technologies | N/A | |
| ストレプトアビジン-西洋ワサビペルオキシダーゼコンジュゲート (ELISA グレード)、Life Technologies SNN2004 | Technologies | SNN2004 | |
| 3,3',5,5'-テトラメチルベンジジン (TMB) 基質、室温 | Thermo Fisher | 50-76-00 | |
| 1 M リン酸 | N/ | A N/ | |
| マイクロプレートリーダーを使用450 nm | Tecan | Infinite m200 Pro | |
| Name | Company | カタログ番号 | コメント |
| Analysis of Plate-Based Assay Results | |||
| Microsoft Excelまたは同様のプログラム | N/A | N/A | |
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
| 動的光散乱実験 | |||
| Zetasizer ZSP、または同様の粒度分析装置 | Malvern Instruments | N/A | |
| Vortex | フィッシャーサイエンティフ | 02-215-365 | |
| クォーツキュベット | ヘルマ | 104-002-10-40 | |
| 小容量使い捨てキュベット(VLP使用量を減らすため) | マルバーン・インスツルメンツ | ZEN0040 | |
| 名 | 会社名 | カタログ番号 | コメント |
| 透過型電子顕微鏡 サンプル調製 | |||
| ニッケル電子顕微鏡グリッド、カーボンサポートフィルム付き | Ladd Research | 10880-100 | |
| 自己閉鎖型逆電子顕微鏡ピンセット | Ted Pella | 5372-NM | |
| 定性的濾紙 | Sigma-Aldrich (Whatman) | WHA1002055 | |
| ガラスシャーレ | Sigma-Aldrich | BR455743 | |
| 100 mM ストック HEPES 溶液 (pH 7.2) | N/A | N/A | |
| 2% 酢酸ウラニル | N/ | A N/A |
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