Methodenartikel

Geminiaturiseerde Glycan Microarray Assay voor het beoordelen van Avidity en specificiteit van influenza A-virus hemagglutinine

DOI:

10.3791/53847

⸱

29 mei 2016

 ,  , 
1Department of Cell and Molecular Biology, Chemical Physiology and Microbial Science, The Scripps Research Institute, 2Department of Medicinal Chemistry and Chemical Biology, Utrecht Institute for Pharmaceutical Sciences, Utrecht University

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Met behulp van een gedrukte glycaan-microarray-strategie werd een conventionele 96-wells plaat assay geminiaturiseerd voor analyse van hemagglutinine aviditeit en specificiteit voor sialic acid bevattende receptoren van het influenza A-virus.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Influenza A virus (IAV) hemagglutinine herkennen siaalzuren op het celoppervlak als functionele receptoren invoer in cellen te krijgen. Wilde watervogels zijn de natuurlijke reservoir voor IAV, maar IAV kan de soort barrière voor pluimvee, varkens, paarden en mensen te steken. Aviaire virussen herkennen siaalzuur door een α2-3 koppeling (aviaire-type receptoren) om een ​​voorlaatste galactose bevestigd terwijl menselijke virussen bij voorkeur siaalzuur met een α2-6 koppeling (human-type-receptoren) te herkennen. Om te controleren of aviaire virussen zich aanpassen aan de menselijke soort receptoren, kan op verschillende manieren worden gebruikt. Glycan microarrays met diverse bibliotheken van synthetische sialosides worden steeds meer gebruikt om receptorspecificiteit te evalueren. Echter is deze techniek niet gebruikt voor het meten aviditeiten. Meting van de aviditeit wordt gewoonlijk bereikt door het evalueren van de binding van serieel verdunde virus hemagglutinine of glycanen geadsorbeerd conventionele polypropyleen 96-well platen. In deze assay glycanen met α2-3 of α2-6 siaalzuren gekoppeld aan biotine en streptavidine geadsorbeerd aan platen of gekoppeld zijn met polyacrylamide (PAA) die direct adsorberen aan de kunststof. We hebben aanzienlijk verkleind deze test door direct printen-PAA verbonden sialosides en hun niet-PAA gebonden tegenhangers micro-putjes objectglaasjes. Deze set-up, met 48 arrays op een enkele dia, maakt gelijktijdige analyses van 6 glycan bindende eiwitten op 8 verdunningen, ondervragen 6 verschillende glycanen, waaronder twee niet-gesialyleerde controles. Dit is gelijk aan 18x 96-well platen in de traditionele assay plaat. De glycan array-formaat vermindert consumptie van verbindingen en biologische en dus verbetert de efficiëntie.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wilde vogels zijn de natuurlijke reservoir voor iav, maar IAV kan de soort barrière voor gevogelte en zoogdieren, waaronder de mens. Avian IAVS herkennen α2-3 gekoppelde siaalzuren (aviaire-type receptoren), terwijl menselijke virussen binden α2-6 gekoppelde siaalzuren (human-type-receptoren). In staat zijn om efficiënt te repliceren en te verzenden tussen mensen een aviaire IAV moet binden aan menselijke-type receptoren 1.

IAVS verdeeld gebaseerd op serologische dat de antigeniciteit van het hemagglutinine (HA) en neuraminidase (NA) envelopglycoproteïnen karakteriseert. HA bindt aan siaalzuren, terwijl de NA-receptorvernietigend enzym aan het andere uiteinde van de virale levenscyclus en splijt siaalzuur 2. Alle menselijke infecterende virussen, waaronder H1N1, H2N2 en H3N2, hebben een aviaire oorsprong 3. In de afgelopen twee decennia een aantal vogels aan menselijke crossovers hebben voorgedaan, met H5N1, H7N7 en H7N9 zijnde de meest bekende; however, hebben andere subtypen meer sporadisch besmette mensen (H6N1, H7N1, H7N2, H9N2, H10N7, H10N8) 4. Gelukkig lijkt het erop dat geen van deze virussen volledig kunnen aanpassen aan humane type-α2-6 gekoppeld siaalzuur receptoren 5-8 zijn. Aanpassing van aviaire of andere zoönotische virussen replicatie en transmissie in menselijke gastheren tegemoet kan een verwoestende uitwerking op de menselijke gezondheid. Daarom voorafgaande kennis van hoe deze virussen evolueren tot mens-type receptoren binden zal wereldwijd de bewaking van opduikende influenzavirussen helpen.

Bepaling van de receptor voorkeur werd voor het eerst opgehelderd met behulp van erytrocyten van verschillende soorten en blijft een favoriete test onder griep onderzoekers 9-12. De demonstratie dat vogelvirussen herkennen α2-3 siaalzuur en menselijke virussen α2-6 gekoppeld siaalzuur werd oorspronkelijk gebaseerd op een analyse met gebruik hemagglutinatie van erytrocyten enzymatisch ontworpen om elk van de li bevattennkages 13,14. Hoewel de uitlezing hemagglutinatie, een standaard test voor virologen, zijn de onderliggende glycan structuren niet bepaald, alleen de terminal koppeling. Bovendien, de beperkte beschikbaarheid van de sialyltransferasen, die opnieuw sialylate de cellen is het gebruik van deze test 15-18 beperkt. Vervolgens, indien andere methoden voor-receptor-bindende voorkeuren werden geïntroduceerd met behulp van gesialyleerde glycan structuren gekoppeld aan poly-acrylamide (PAA) of poly-glutamaat (PGA) structuren in-plaat gebaseerde testen 19,20. Verscheidene variaties zijn mogelijk in het bekleden hetzij de glycanen of virussen microtiterplaten, die elk resulteert in een robuuste, betrouwbare en gevoelige ELISA-type assay 21-23. Als alternatief kan biotine-gekoppelde glycanen vervangen PAA / PGA en kan worden geconjugeerd aan streptavidine-beklede platen 2,24. Hoewel een aantal specifieke sera kan worden verlangd, ELISA's zijn standaard en verschillende glycanen gekoppeld aan PAA worden gemakkelijk commercially en niet-commercieel verkrijgbaar (Consortium voor Functional Glycomics (http://www.functionalglycomics.org)).

Glycan microarray technologie naar voren zijn gekomen als een waardevol instrument om receptor specificiteit te bepalen, als meerdere verschillende glycanen worden gespot, en de binding aan een breed scala van verschillende structuren kan binnen één assay 25-29 worden beoordeeld. De binding van IAV deze structuren een beter begrip van de glycan structuren die IAV herkent bij voorkeur 30-33. Glycan microarrays vereisen kleine hoeveelheden van het monster volume tot een bindende analyse uit te voeren en gebruikt slechts minieme hoeveelheden van glycan per spot (2 nl). Echter, deze arrays typisch alleen gebruikt om de specificiteit van glycanen receptoren geëvalueerd. Analyse van meerdere virussen of hemagglutinine proteïnen, op meerdere concentratiebereik kan worden onbetaalbaar door het aantal dia's vereist. Bovendien tot op heden geen relatieve aviditeit assay is ontwikkeld volgens glycan array-technieken.

De lage vereiste monster verschaft door glycan microarray technieken en de gevoeligheid van PAA gekoppelde glycanen in ELISA-gebaseerde testen te combineren, zochten wij een multiwell-glycan array die zou zorgen voor een hoge-doorvoer analyse met gelijke of betere -oplossing vergeleken de traditionele ELISA gebaseerde bepaling. Tegelijkertijd wilden we het bedrag van biologicals en reporter chemicaliën verbruikt een minimum te beperken. Het uiteindelijke resultaat is een geminiaturiseerde aviditeit test specifiek ontwikkeld om toezicht IAV specificiteit en is eveneens toepasbaar op andere glycan bindende eiwitten bepalen. Gebruik een glasplaatje gescheiden in 48 microputjes door een Teflon masker, worden 6 verschillende glycanen gespot in 6 replicaten per putje. De microarray platform biedt dezelfde trends in receptorbinding gezien in de macro ELISA formaat met een aantal voordelen. Deze omvatten (I) drukken van verbinding 6 replicaten, met minimale monster versus het bekleden van meerdere rijen ina plaat, met behulp van 100 pl per putje; (II) meerdere verschillende verbindingen geanalyseerd gelijktijdig in één goed, met inbegrip van controles; (III) een enorme afname incubatievolume en; (IV) een groter dynamisch bereik met een fluorescente uitlezing. Eén dia kan worden berekend gelijk aan 18x 96-well platen zijn.

Het volgende protocol, elk laboratorium kunnen fabriceren en analyseren bevlekte microarrays moeten kunnen deze geminiaturiseerde ELISA format vervaardigen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Opmerking: Alle stappen worden uitgevoerd bij kamertemperatuur tenzij anders aangegeven.

1. Array Construction

  1. Glycan Voorbereiding en Plate Setup
    1. Bereid een voorraad van de boekdrukkunst buffer. Maak eerst 500 ml van een 150 mM voorraadoplossing van dibasisch natriumfosfaat. Zorg er ook 50 ml van een 150 mM voorraadoplossing monobasisch natriumfosfaat oplossing. In een kolf met een magnetische roerstaaf en pH meter langzaam Titreer dibasisch natriumfosfaat oplossing met de monobasische oplossing tot een pH van 8,5 wordt bereikt. Add Tween-20-0,005%.
    2. Bereid de glycan monsters. Verdunde PAA geconjugeerde glycanen, (diLacNAc (Galβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-4GlcNAcβ-PAA), 3SLNLN (Neu5Acα2-3Galβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-4GlcNAcβ-PAA) en 6SLNLN (Neu5Acα2-6Galβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-4GlcNAcβ-PAA (Figuur 1A )) moeten worden verdund tot 100 ug / ml in buffer afdrukken van step1.1.1. eenwaardige glycanen,diLacNAc (Galβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-4GlcNAcβ- (CH2) 3 NH2, 3SLNLN (Neu5Acα2-3Galβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-4GlcNAcβ - (CH2) 3 NH2) en 6SLNLN (Neu5Acα2-6Galβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1- 4GlcNAcβ - (CH2) 3 NH2)) tot 100 uM in buffer afdrukken uit stap 1.1.1. Ten slotte is de voorbereiding van de amine-gefunctionaliseerde kleurstoffen, te gebruiken als grid markers / landingslichten. Dye marker vlekken zijn gedrukt bij 1 uM.
      OPMERKING: Atto488-NHS kleurstof wordt gebruikt in onze prints. Echter, elke amine gefunctionaliseerde kleurstof, leesbaar door de dia scanner is geschikt voor dit doel.
    3. Breng 10 pl van elk monster glycan 384-well microtiterplaten, gebruikt voor het drukken robot. Bewaar ongebruikte glycanen in printing bufferoplossing bij -20 ° C in afgesloten buizen. Tansfer 10 ul van de kleurstof marker op de drukplaat.
  2. het drukken
    LET OP: Alle steps die betrekking hebben op het aanraken of verplaatsen van de dia's moet gebeuren met handschoenen.
    1. Plaats array-pennen in de printkop volgens de juiste configuratie van de layout. Voor deze lay-out te gebruiken een pin om alle monsters en arrays te drukken. Print de glycanen in blokken van zes, overslaan een kenmerk (een functie wordt gedefinieerd als enkele vlek van een bepaalde verbinding) aan beide zijden, zodat vlekken van hetzelfde monster niet precies worden afgedrukt naast elkaar.
      NB: De eindgebruiker moet de configuratie beslissen.
    2. Verwijder dia's uit tassen, open dozen, en verwijder alle stofdeeltjes of kleine stukjes plastic dat zou kunnen zijn op hun oppervlak door te blazen ultra-hoge zuiverheidsgraad stikstofgas op elke dia. Plaats het gewenste aantal dia's, gecoate kant naar boven, op de Arrayer podium.
    3. Programmeer de array-Gebruik de parameters van 27 spots per bezoek aan de bronplaat, middels 3 "pre-spots" op met poly-L-lysine beklede objectglaasjes, om overtollige vloeistof te verwijderen aan het uiteinde van de gedrukte pennen
      1. Schakel de MPU (Main Power Unit) en Climate Control Unit. Open betegelen Analysis-software op de computer.
      2. Selecteer de lay-out van de afdruk. Kiest u Opties → Pin Tool moet worden gebruikt voor het afdrukken van de array 1 x 1 druk gereedschap - 1 enkele pin. Selecteer het tabblad Doel → Tool Array Definition → Patroon van de Druk en voeg het veld (spot-to-spot afstand), het aantal rijen en kolommen om de monsters tegemoet af te drukken, en de drukpatroon van de monsters (voor deze serie een 8 x 8 drukpatroon wordt gebruikt bij 340 micrometer plaats voor 7 totaal samples).
      3. Doel selecteren → dia-indeling en het programma van de blok-voor-blok afstand om het afdrukken van elk repliceren reeks toe in de 48-well (4 x 12) diasjabloon. Selecteer Bron en voeg het aantal bron pickups (1 van elk monster bij gebruik pin 1) (voor deze druk 7 bron pickups wordt gebruikt om 6 monsterputjes en 1 kleurstof marker goed geschikt).
        NB: De bron dialoog moet GREEN wenden om te laten zien dat het aantalvan de bron bezoeken overeenkomt met de monsters af te drukken in het drukpatroon.
      4. Doel selecteren → Adapter Plate en dia-indeling en pas de schuif nummer (5 dia's worden afgedrukt op een tijdstip voor deze druk met 1-pre spotten glijbaan).
      5. Laat de lade door te klikken op de T1-knop om de lade te activeren en voeg het gewenste aantal dia's om de lade, met veel aandacht voor de locaties van de pre-spotting slide (blauw) en "echte" dia's.
      6. Plaats gewoon glas dia's op alle resterende vacuüm poorten om het vacuüm te blokkeren en klik op OK om het vacuüm te activeren. Controleer of alle dia's worden op hun plaats gehouden en klik op OK om de lade terug te keren naar de uitgangspositie.
      7. Laad de drukplaat in de plaat houder en zorgen voor het rack goed is ingesteld op zijn plaats. Klik op GO en laat het drukproces om verder te gaan.
    4. Print de resterende 24 plekken in replica's van 6 spots per array (4 arrays / bron bezoek).
    5. Laad de 384 putjesin de printer en beginnen met afdrukken. Handhaving van de relatieve vochtigheid, tijdens het afdrukken, de hele druk tussen de 55 en 65%. De printer stopt na het afdrukken 5 dia's.
      OPMERKING: Terwijl de microarray in deze test wordt gedrukt in een bepaald patroon 8 x 8 worden verschillende microarray afdrukken robots landbouwmachines specifieke programmering vereist om de gewenste opmaak te bereiken. Het is aan de eindgebruiker om de meest geschikte patroon gegeven specificaties van hun apparatuur te bepalen ".
  3. Bevochtiging / immobiliseren
    LET OP: Als de dia's zijn afgedrukt, ondergaan ze een tijdelijke immobilisatie stap, ook wel bevochtigen. Bevochtigen post-print helpt om het monster bevestiging door het opnieuw bevochtigen van de vlekken en zorgen voor volledige blokkering homogeniseren.
    1. Zet objectglaasjes in een 100% bevochtigingskamer direct na het afdrukken gedurende 30 min. Construct de kamer door het plaatsen zeer natte papieren handdoeken plat op de bodem van een grote glazen schaal, het plaatsen van de diaop een soort van rek, zoals een reageerbuis rek, bedrukken zijde naar boven, en afdichten met plastic folie te vangen in het vocht.
    2. Aantal dia's met een alcohol / solventbestendige markering pen en op te slaan in een verdroging doos. Uitdrogen 's nachts.
  4. Nummering, blokkeren, en opslag
    1. Bereid de blokkerende buffer - 50 mM ethanolamine in 50 mM boraatbuffer. Eerst, los boorzuur, in DDH 2 O tot een eindconcentratie van 50 mM in een kolf met een magnetische roerstaaf. Roer de oplossing krachtig op een bewogen plaat totdat alle vaste stof is opgelost. Onder voortdurend roeren, voeg de juiste hoeveelheid ethanolamine van een 16,54 M voorraadoplossing om het gewenste 50 mM concentratie bereikt. Voeg geconcentreerd natriumhydroxide aan te passen tot een uiteindelijke pH van 9,2.
    2. Dompel het gedrukte objectglaasjes in de blokkerende bufferoplossing gedurende 1 uur.
    3. Na 1 uur, spoel de dia's in DDH 2 O om overtollige sporen van het blokkeren van buffer te verwijderen.Gooi het blokkeren van buffer in een geschikte afvalcontainer.
    4. Breng de dia's glas kleuring houders en centrifugeren. Droge arrays door ze in een centrifuge met slingerende plaat houders, met een snelheid van 10 g gedurende 5 minuten.
    5. Zodra de dia droog, kunnen ze direct worden geïncubeerd of opgeslagen. Opslagomstandigheden -20 ° C in een afgesloten plastic zak.

2. Het analyseren van Glycan bindende eiwitten

  1. Bereid een bevochtigde kamer waarin de arrays worden gehybridiseerd past. Een eenvoudige kamer bestaat uit een Pyrex schotel, lagen de bodem met vochtige papieren handdoeken en een rek, waarop slides rusten.
  2. Gebruik gebiotinyleerde lectinen SNA (Sambuca nigra agglutinine) en ECA (Erythrina cristagalli agglutinine) bij 10 ug / ml + 2 ug / ml streptavidine-555 kleurstof, in indringende buffer (PBS + 0,01% Tween-20). Voor HA (A / Vietnam / 1203-1204 H5N1 A / Kentucky / 07 H1N1, in dit voorbeeld), gebruikeen beginconcentratie van 20 ug / ml vooraf gecomplexeerd, zoals eerder beschreven 34. In het kort maken HA: muis-α-Strep: geit-α-muis-Alexa647 mengsel in blokkerende buffer (PBS + 3% BSA + 0,01% Tween-20), bij een 4: 2: 1 molaire verhouding.
    OPMERKING: De array wordt gehybridiseerd met lectinen te bewerkstelligen dat glycanen geïmmobiliseerd en gedetecteerd (Figuur 1B).
  3. Breng de glycan bindingseiwit-antilichaam mix oplossing van 20 ul van een 384-wells plaat en incubeer op ijs gedurende 30 min. Serieel verdund lectine en HA monsters 1: 1, in de juiste buffer, 8 maal, door 10 pl monster met 10 ul buffer.
  4. Pipetteer 8 ul van het monster op de micro-putoppervlak en incubeer dichtgeplakt bevochtiging (100% RV) kamer gedurende 90 min.
  5. Was de dia's één voor één door dat de randen en dompelen ze vier keer in een mengsel van PBS en 0,05% Tween, vervolgens vier keer in PBS, en tenslotte viermaal gedeïoniseerd H2O gebruikdezelfde drogingsprotocol in de blokkeringsstap beschreven spin de arrays drogen in een centrifuge gedurende 5 minuten bij 10 x g.

3. Scannen en Data Analyses

NB: De glycan microarrays kunnen worden gescand met verschillende instellingen, afhankelijk van de fabrikant van de microarray scanner. Door het variëren van het laservermogen en de resolutie, kan het instrument een beeld met zo veel signalen mogelijk binnen het dynamische bereik (figuur 1C) te produceren.

  1. Gebruik een fluorescerende diascanner en scan de arrays direct na incubatie met de glycan bindende eiwitten. Let erop de dia wordt correct in de scanning instrument geplaatst.
    1. Open scansoftware. Klik op Start om het programma te openen. Verbinding maken met scanner: Scanner → Connect of groene knop in het menu Scanner navigatiepaneel.
    2. Open autoloader deur van de scanner. Plaats de dia's in sleuven in autoloader in bepaalde volgorde. Sluit autoloader deur. click "gelezen loader 'in het Hulpprogramma navigatiepaneel om automatisch detecteren dia's in de scanner.
    3. Stel scan parameter: Scanner → Scan parameters geschikt om het experiment (bijvoorbeeld 635 laservermogen hoog, detectie winst 50%). Scan dia's: Scanner → scan. Selecteer pad door het creëren van een map om de scan te beelden en de naam van de individuele scans op te slaan. Doe dit voorafgaand aan de feitelijke scannen. Herhaal dit voor elke afzonderlijke dia. Klik op OK om te beginnen met scannen.
  2. Gebruik de scanner software voor het opzetten van het instrument en scan de dia's. Stel scanner om iteratief te scannen bij lage laservermogen (5 mW) met toenemende ingrepen van 25%, 50% en 75%.
    OPMERKING: De instellingen kunnen worden getest en geoptimaliseerd, maar houd er rekening mee dat elke scan mogelijk de fluorescentie-uitgang van de kleurstoffen te wijten aan fotobleken kan verlagen.
    1. Open data-acquisitie en analyse software zoals mapix software. Klik op Start om het programma te openen. Open scan image: Bestand → geopend imleeftijd. Open GAL file: Analyze → Open Grid en selecteer het juiste GAL-bestand.
    2. Voer blokken mode: Beeld → blokken modus om het net te verplaatsen. Gebruik het raster markers om het raster ingesteld op de juiste locatie op de dia. Pas individuele blokken bestaan ​​dat de afgedrukte matrix overeen.
    3. Voer vlekken mode: Beeld → vlekken modus om de locatie en de grootte van de afzonderlijke plekken binnen het blok aan te passen. Zodra alle blokken en vlekken worden aangepast en in de plaats, maatregel signaal intensiteiten door Analyze → fotometrische berekeningen. Bewaar de output file.
  3. Zodra de dia's klaar te scannen, worden de beelden geanalyseerd voor binding signalen met het beeld-processing programma geïnstalleerd (figuur 1D - G). Voor beeldanalyse, laadt een bestand GAL (Array List) de gescande TIFF voorbij.
    LET OP: De GAL-bestand bevat zowel de plek lay-out patroon en de identiteit van elke plek locatie. GAL bestanden arrays crat 's avonds door de printer software met behulp van een door tabs gescheiden tekstbestand dat de identiteit van de monsters en hun locatie in de 384-wells bron plaat bevat.
  4. Gebruik het raster marker / landingslichten afgedrukt op de microarrays om goed plaats de GAL raster. Individuele spots moet mogelijk afzonderlijk worden bewogen, maar een goed gedrukt array algemeen lagere blokken in het raster gemakkelijk worden geplaatst. Na plaatsing raster, verzamel vlek intensiteiten door de software en opgeslagen als een door tabs gescheiden tekstbestand (.txt).
    1. Met behulp van spreadsheet programma, opent u de output bestand van de scanner. Open de juiste macro-bestand in de map locatie. Klik op Beeld → Macro → RunMacro.
      OPMERKING: De vooraf geschreven wordt de ruwe output data te kopiëren, overbodige rijen en kolommen te verwijderen, de gegevens door monster te sorteren, het berekenen van de gemiddelde gemiddelde signaal minus achtergrond waarden en plot van de hieruit voortvloeiende waarden in een spread-sheet werkblad met de grafieken voor elk van de zes samples getest op de array.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Printing, Scanning & Data analyse

Om een ​​goede afdrukken te waarborgen, is het essentieel om de juiste uitlijning van de gevlekte net binnen de teflon masker, dat elke array op de dia bakent hebben. Tijdens het afdrukken, vanwege de aard van de teflonlaag kan vlekken niet met het blote oog de MPX dia. Aandacht wordt besteed dan aan het uiterlijk van de pre-vlekken op de poly-L-lysine gecoate glaasjes. Direct na het afdru...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het beoordelen van IAV receptor specificiteit is een belangrijke stap in het analyseren van mogelijke pandemie van aviaire virussen. Siaalzuur erkenning door het virus is gekoppeld aan verschillende biologische eigenschappen zoals binding aan en afgifte uit de cel. Kennis van die aminozuur mutaties nodig zijn voor aviaire virussen te bereiken α2-6 binding en steek de soort barrière maakt pandemie. Verschillende assays worden toegepast om receptor specificiteit te bepalen; echter allemaal hun nadelen, met alleen meten av...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door de Scripps Microarray Core Facility, en een contract van de Centers for Disease Control (JCP). RPdV is een ontvanger van een Rubicon en VENI-subsidie ​​van de Nederland Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Het Consortium voor Functional Glycomics (http://www.functionalglycomics.org/) gefinancierd door NIGMS subsidie ​​GM62116 (JCP) die verschillende glycanen gebruikt in deze studie. Dit is publicatie 29113 van het Scripps Research Institute.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
NEXTERION® Slide H MPX-48 Schott1091525Microwell slides
ProScanArray Plus PerkinElmerdiscontinuedconfocal microarray scanner
Innoscan 1100AL Scanner/Mapix SoftwareInnopsys-confocal microarray scanner
MicroGrid II Digilab-microaray printer
SNAVector LabsB-1305 Plant Lectin
ECAVector LabsB-1145 Plant Lectin
Anti-Strep AntibodyIBA2-1509-001 Anitbody voor HA binding
Anti-Mouse Alexa-647LifeA-21235Anitbody voor HA binding
Tween-20SigmaP2287 detergent
di-basic Sodium PhosphateSigma255793drukbuffercomponent
mono-basic Sodium phosphateSigma229903 drukbuffercomponent
poly-l-lysine solutionSigmaP8920 pre-spotting slide component
sodium hydroxideSigma221465pre-spotting slide component
ethanolSigma493546pre-spotting slide component
phosphate buffered salineCorning46-013-CMincubatie/wasbuffer
SMP4B pinsTelechemSMP4Bdrukpen
Compressed Nitrogen (Grade5)PraxairUN1066algemeen stofvrij gereedschap
Boric AcidSigmaB6768-500GSlide blokkeringsreagens
ethanolamineSigmaE9508-500MLSlide blokkeringsreagens
Atto 488AttoTecAD 488-91Gridmarker op array
PAA-LNLNConsortium for Functional GlycomicsPA368Spotted glycans
PAA-3SLNLNConsortium for Functional GlycomicsPA362Spotted glycans
PAA-6SLNLNConsortium for Functional GlycomicsPA343Spotted glycans
LNLNConsortium for Functional GlycomicsTe98Spotted glycans
3SLNLNConsortium for Functional GlycomicsTe175Spotted glycans
6SLNLNConsortium for Functional GlycomicsTe176Spotted glycans
384-well microtiter plateMatrix TechCorp4361Drukplaat
VWR lab markerVWR52877-150Slide nummering
Wheaton slide staining dishSigmaZ103969-1EABlokkering en drogen

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Tumpey, T. M., et al. A two-amino acid change in the hemagglutinin of the 1918 influenza virus abolishes transmission. Science. 315 (5812), 655-659 (2007).
  2. Xu, R., et al. Functional balance of the hemagglutinin and neuraminidase activities accompanies the emergence of the 2009 H1N1 influenza pandemic. J Virol. 86 (17), 9221-9232 (2012).
  3. Bouvier, N. M., Palese, P. The biology of influenza viruses. Vaccine. 26, Suppl 4. D49-D53 (2008).
  4. Freidl, G. S., et al. Influenza at the animal-human interface: a review of the literature for virological evidence of human infection with swine or avian influenza viruses other than A(H5N1). Euro Surveill. 19 (18), (2014).
  5. Xu, R., et al. Preferential recognition of avian-like receptors in human influenza A H7N9 viruses. Science. 342 (6163), 1230-1235 (2013).
  6. Paulson, J. C., de Vries, R. P. H5N1 receptor specificity as a factor in pandemic risk. Virus Res. 178 (1), 99-113 (2013).
  7. Tzarum, N., et al. Structure and receptor binding of the hemagglutinin from a human H6N1 influenza virus. Cell Host Microbe. 17 (3), 369-376 (2015).
  8. Zhang, H., et al. A Human-Infecting H10N8 Influenza Virus Retains a Strong Preference for Avian-type Receptors. Cell Host Microbe. 17 (3), 377-384 (2015).
  9. Carroll, S. M., Higa, H. H., Paulson, J. C. Different cell-surface receptor determinants of antigenically similar influenza virus hemagglutinins. J Biol Chem. 256 (16), 8357-8363 (1981).
  10. Gambaryan, A. S., et al. Specification of receptor-binding phenotypes of influenza virus isolates from different hosts using synthetic sialylglycopolymers: non-egg-adapted human H1 and H3 influenza A and influenza B viruses share a common high binding affinity for 6'-sialyl(N-acetyllactosamine). Virology. 232 (2), 345-350 (1997).
  11. Rogers, G. N., D'Souza, B. L. Receptor binding properties of human and animal H1 influenza virus isolates. Virology. 173 (1), 317-322 (1989).
  12. Rogers, G. N., et al. Single amino acid substitutions in influenza haemagglutinin change receptor binding specificity. Nature. 304 (5921), 76-78 (1983).
  13. Paulson, J. C., Rogers, G. N. Resialylated erythrocytes for assessment of the specificity of sialyloligosaccharide binding proteins. Methods Enzymol. 138, 162-168 (1987).
  14. Paulson, J. C., Sadler, J. E., Hill, R. L. Restoration of specific myxovirus receptors to asialoerythrocytes by incorporation of sialic acid with pure sialyltransferases. J Biol Chem. 254 (6), 2120-2124 (1979).
  15. Chutinimitkul, S., et al. In vitro assessment of attachment pattern and replication efficiency of H5N1 influenza A viruses with altered receptor specificity. J Virol. 84 (13), 6825-6833 (2010).
  16. Glaser, L., et al. A single amino acid substitution in 1918 influenza virus hemagglutinin changes receptor binding specificity. J Virol. 79 (17), 11533-11536 (2005).
  17. Herfst, S., et al. Airborne transmission of influenza A/H5N1 virus between ferrets. Science. 336 (6088), 1534-1541 (2012).
  18. Nobusawa, E., Ishihara, H., Morishita, T., Sato, K., Nakajima, K. Change in receptor-binding specificity of recent human influenza A viruses (H3N2): a single amino acid change in hemagglutinin altered its recognition of sialyloligosaccharides. Virology. 278 (2), 587-596 (2000).
  19. Gambaryan, A. S., Matrosovich, M. N. A solid-phase enzyme-linked assay for influenza virus receptor-binding activity. J Virol Methods. 39 (1-2), 111-123 (1992).
  20. Totani, K., et al. Chemoenzymatic synthesis and application of glycopolymers containing multivalent sialyloligosaccharides with a poly(L-glutamic acid) backbone for inhibition of infection by influenza viruses. Glycobiology. 13 (5), 315-326 (2003).
  21. Gambaryan, A., et al. Receptor specificity of influenza viruses from birds and mammals: new data on involvement of the inner fragments of the carbohydrate chain. Virology. 334 (2), 276-283 (2005).
  22. Ito, T., et al. Receptor specificity of influenza A viruses correlates with the agglutination of erythrocytes from different animal species. Virology. 227 (2), 493-499 (1997).
  23. Watanabe, Y., et al. Acquisition of human-type receptor binding specificity by new H5N1 influenza virus sublineages during their emergence in birds in Egypt. PLoS Pathog. 7 (5), e1002068(2011).
  24. Chandrasekaran, A., et al. Glycan topology determines human adaptation of avian H5N1 virus hemagglutinin. Nat Biotechnol. 26 (1), 107-113 (2008).
  25. Blixt, O., et al. Printed covalent glycan array for ligand profiling of diverse glycan binding proteins. Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (49), 17033-17038 (2004).
  26. Childs, R. A., et al. Receptor-binding specificity of pandemic influenza A (H1N1) 2009 virus determined by carbohydrate microarray. Nat Biotechnol. 27 (9), 797-799 (2009).
  27. Nycholat, C. M., et al. Recognition of Sialylated Poly-N-acetyllactosamine Chains on N- and O-Linked Glycans by Human and Avian Influenza A Virus Hemagglutinins. Angew Chem Int Ed Engl. , (2012).
  28. Rillahan, C. D., Paulson, J. C. Glycan microarrays for decoding the glycome. Annu Rev Biochem. 80, 797-823 (2011).
  29. Song, X., et al. A sialylated glycan microarray reveals novel interactions of modified sialic acids with proteins and viruses. J Biol Chem. 286 (36), 31610-31622 (2011).
  30. Gulati, S., et al. Human H3N2 Influenza Viruses Isolated from 1968 To 2012 Show Varying Preference for Receptor Substructures with No Apparent Consequences for Disease or Spread. PLoS One. 8 (6), (2013).
  31. Stevens, J., Blixt, O., Paulson, J. C., Wilson, I. A. Glycan microarray technologies: tools to survey host specificity of influenza viruses. Nat Rev Microbiol. 4 (11), 857-864 (2006).
  32. de Vries, R. P., et al. Evolution of the hemagglutinin protein of the new pandemic H1N1 influenza virus: maintaining optimal receptor binding by compensatory substitutions. J Virol. 87 (24), 13868-13877 (2013).
  33. Yang, H., et al. Structure and receptor binding preferences of recombinant human A(H3N2) virus hemagglutinins. Virology. 477, 18-31 (2015).
  34. de Vries, R. P., et al. The influenza A virus hemagglutinin glycosylation state affects receptor-binding specificity. Virology. 403 (1), 17-25 (2010).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Hemagglutinin BindingAvidity MeasurementSpecificity AnalysisSialic Acid LinkagePAA Conjugated GlycansSerial DilutionFluorescent DetectionData Analysis

Gerelateerde artikelen