2015年12月29日
ここでは、日本脳炎ウイルスの正鎖ゲノムRNAの完全長cDNAを含む感染性細菌人工染色体を作成するためのプロトコルが提示されます。このプロトコルは、他のポジティブストランドRNAウイルスの機能的cDNAを構築するために使用できるため、ウイルス生物学を研究するための強力なゲノムツールとなります。
この手順の全体的な目標は、日本脳炎ウイルスなど、ゲノムが細胞 Mr.NA と同じ極性にあるRNAウイルスである正鎖のクローンCDNAから完全に作られた感染性ウイルス粒子を救出することです。このCNAベースのリジェネティクスは、ウイルスゲノムRNAの直接操作を可能にするセミアルな方法であり、それによりウイルスの複製と病因における分子および遺伝学的研究のための組換えウイルスを生成します。この技術は、外来遺伝子の送達のための遺伝的に定義されたワクチンおよびウイルスベクターの開発を可能にする貴重なプラットフォームも提供します。
これらの血管は、長さまたは陽性株、RNAウイルス、特にゲノムが10kbを超えるものに対する全長CDNAのクローニングに適用できます。この手順を実演するのは、私の研究室の研究助手であるサン・ナン教授からポスドク研究員のUNGとXing y Kim、そして学部生のJordan Frankです。この出版物のビデオ部分では、目的の配列を含む細菌人工染色体の調製、バックプラスミドから転写されるRNAの合成、RNAの感染力とウイルスの収量の測定方法について説明しています。
バックプラスミドを生成する前に使用したすべての手順は、テキストプロトコルで非常に詳細に提供されています。この手順では、まず大腸菌DH 10 Bの単一コロニーを増殖させ、クロラムフェニコールを含む2つのXYTブロスを3ミリリットルでバックプラスミドを担持します。培養物を摂氏35度で10時間インキュベートし、225〜250RPMで振とうします。
10時間後、培養物をスケールアップし、500マイクロリットルの成長を500ミリリットルの培地に接種し、6時間後に激しく振とうしながら6時間接種します。2,250ミリリットルのボトルに細菌培養物を3,100Gで15分間、摂氏4度で遠心分離します。次に、各ペレットを30ミリリットルのGTE溶液に再懸濁します。
500マイクロリットルのリゾチームを加え、懸濁液を氷上で10分間インキュベートします。それまでの間、次のステップのために新鮮な溶解液を準備します。10分後、60ミリリットルの溶解液を加え、溶液が透明になるまで渦巻いて混合します。
反応を室温で10分間放置します。次に、各ボトルに45ミリリットルの中和溶液を追加し、ボトルが完全に混合されるまでボトルを反転させます。次に、それらを氷の上に10分間置きます。
中和されたライセートを高G冷蔵遠心分離機で回収します。次に、上清を2つの新しい250ミリリットルボトルに集めます。それぞれに0.6容量の100%イソプロパノールを加え、氷の上に20分間置きます。
次に、沈殿物をスピンダウンし、上清を廃棄し、ペレットを5ミリリットルのTEバッファーに溶解します。2つの容量を1つの50ミリリットルチューブに結合し、等量の5モル塩化リチウムを添加し、混合物を氷上で10分間インキュベートすることにより、RNAを沈殿させます。20分間の冷遠心分離を使用して、RNA沈殿物を収集します。
次に、上清を新しい250ミリリットルのチューブに移します。100%イソプロパノールを2容量加え、チューブを氷上に置くと、DNA沈殿物が形成されます。20 分後、沈殿物をスピンダウンし、上清を吸引し、DNA ペレットを 9.5 ミリリットルの TE バッファーに再懸濁し、DNA 溶液を 50 ミリリットルのチューブに移します。
塩化セシウムグラジエントを臭化ジウムで設定することにより、調製を続けます。混合物を18ゲージの針が付いたシリンジを使用して密封可能なポリプロピレンチューブにロードし、チューブを密封します。密閉されたチューブを超遠心分離機で一晩回転させ、塩化セシウム勾配を形成します。
翌日、塩化セシウムグラジエントからバックプラスミドのDNAバンドを収集します。18ゲージの針を使用してグラジエントの上部に通気孔を作成し、シリンジ付きの20ゲージの針を使用してグラジエントの側からバックDNAを収集し、コレクションを1.7ミリリットルのマイクロフュージチューブに移します。洗浄を行い、2.5容量の水飽和ブタノールを加え、通常のボルテックスと混合します。
次に、混合物を室温で遠心分離し、下部水相を新しい1.7ミリリットルのマイクロフュージチューブに移します。この洗浄を合計6回繰り返して、臭化エチジウムをすべて取り除きます。次に、背中のDNAを沈殿させます。
3モル酢酸ナトリウムの10容量1容量と2.5容量の100%エタノールをチューブに加えます。混合物を氷上で10分間インキュベートします。次に、沈殿物を室温で遠心分離し、DNAペレットを1ミリリットルの70%エタノールで洗浄します。
スピンを繰り返し、ペレットを再度収集します。最後に、ペレット化したDNAを10分間風乾し、200マイクロリットルのTEバッファーでユートします。まず、xboによるバックプラスミドの大規模な制限酵素消化から始めます。
総容量100マイクロリットルに1つ。この消化を摂氏37度で12〜15時間行います。次に、さらに25ユニットの緑豆ヌクレアーゼを用いて、摂氏30度で2時間、消化をインキュベー
トします。インキュベーション後、蒸留水で容量を最大300マイクロリットルにします。次に、希釈したサンプルに等量のフェノールクロロホルム、イソアミルアルコールを添加してフェノール抽出を行います。1分間激しく渦巻かせ、チューブを回転させ、上部水相を新しいチューブに移します。
その後、クロロホルムで抽出を繰り返します。次に、直鎖化されたバックDNAをエタノール沈殿により回収する。遠心分離でDNAペレットを収集し、上清を捨て、1ミリリットルの70%エタノールでペレットを洗浄します。
遠心分離ステップを繰り返し、ペレットを風乾します。10分間乾燥させた後、DNAペレットを30マイクロリットルの蒸留水に溶解します。次に、回収された1マイクロリットルを0.8%AROSゲルで調べます。
次に、RNA定量のためのトリチウム化UTPを含む、直鎖状バックDNAの25マイクロリットルの流出転写を設定します。摂氏37度で1時間反応を行います。次に、0.6%AROSゲル上で流出転写反応の1〜2マイクロリットルを調べます。
まず、150mmの皿で24時間培養したBHK 21細胞を、1皿あたり300万個の細胞で播種します。細胞単層を冷溶液Aですすぎ、トリプシンで剥離します。イゼーション。270 GSで2分間遠心分離して細胞を回収します。
次に、細胞を50ミリリットルの冷溶液Aに再懸濁し、再びスピンダウンします。最後の洗浄後、この洗浄を3回繰り返します。溶液Aに1ミリリットルあたり2000万で細胞を再懸濁し、次に、細胞懸濁液の400マイクロリットルのアリコートを2ミリメートルの獣医で2マイクログラムの合成RNAと混合します。
最適な条件下で混合物を迅速にエレクトロピュレートし、細胞を10分間休ませます。次に、細胞を600マイクロリットルの完全培地を含むマイクロフージチューブに移します。次に、エレクトロポレーションされた細胞を1ミリリットルの容量で10倍に連続希釈し、4〜6時間のインキュベーション後に正常なBHK 21細胞の単層に各希釈の100マイクロリットルアリコートをプレートし、MEMとFBSで細胞を0.5%arosで覆い、さらに4日間培養します。
Bhk 21細胞は、全長JEVの2つの独立したクローンに由来するRNA転写物で模擬エレクトロポレーションまたはエレクトロポレーションされました 4日後、細胞をクリスタルバイオレットで染色して、細胞内の感染性RNAを観察しました。この染色を用いて、感染中枢を定量した。次に、トランスフェクションの20時間後にRNAエレクトロポレーション細胞で、抗NS、1種類のウサギ抗血清、および赤色のSI3標識二次抗体を用いて、ウイルスタンパク質の発現を調べました。
核はDAPIで対比染色されており、青色で見られました。その後、トランスフェクション後22時間および40時間後に、感染性バリアンの産生が培養物に蓄積しました。RNAエレクトロポレーション細胞の上清をプラークアッセイにより調べた。
このビデオを見た後、日本脳炎ウイルスなどの陽性株、RNAのクローンCNAから感染性ウイルスを完全に救出する方法をよく理解しているはずです。ですから、日本脳炎ウイルスやその他のヒトの病原体を扱うことは非常に危険であることを忘れないでください。この手順を実行する前に、適切なバイオセーフティトレーニングが必要です。
この記事では、日本脳炎ウイルス(JEV)の全長cDNAを含む感染性細菌人工染色体(BAC)を作成するためのプロトコルを提示します。この方法により、他の正鎖RNAウイルスの機能的cDNAの構築が可能となり、ウイルス生物学の研究に役立つゲノムツールとして価値があります。
Cloning full-length cDNA of positive-strand RNA viruses into bacterial artificial chromosomes (BACs) addresses genome instability, enabling stable propagation of large viral genomes (>10 kb) for recombinant virus rescue. This approach provides a genetically defined platform for studying viral replication, pathogenesis, and vaccine development, reducing mechanistic uncertainty in early-stage antiviral and vaccine discovery programs. The method supports target validation and lead identification by generating infectious virus from defined genetic constructs.
The BAC-based reverse genetics workflow fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical candidate evaluation, providing a reproducible source of infectious virus for downstream applications.