$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Adeno-associated virus (AAV) is een kleine, niet-gehuld, single-stranded DNA-virus met een genoom van ongeveer 4,7 kilobases (kb). Het genoom van AAV bevat open-lezing frames (ORFs) voor de rep en cap genen. In 2010, werd een eerder onbekende nonstructural eiwit gecodeerd door een + 1 frame-verschoven ORF binnen het AAV2 GLB -gen ontdekt door Sonntag et al. en gevonden om te spelen een cruciale rol in de vergadering van AAV2 Eiwitmantel VP monomeer eiwitten in een virale Eiwitmantel1. Vergadering-activeren eiwit (AAP) is deze roman eiwit vernoemd naar de rol die het speelt bij het bevorderen van Eiwitmantel vergadering1.
De ORFs voor AAP geweest geïdentificeerde bioinformatically in het genoom van alle parvoviruses binnen het geslacht Dependoparvovirus, maar niet binnen het genoom van virussen van verschillende geslachten van het parvovirus familie1,2. Functionele studies van deze roman eiwit richtten zich aanvankelijk op de AAP van het prototype AAV2 (AAP2), die de essentiële rol van AAP2 in doelgerichtheid gedemonteerde VP eiwitten aan de nucleolus voor hun accumulatie en de vorming in volledig heeft vastgesteld capsids1,3,4gemonteerd. Het onvermogen van de capsids van de AAV2 te monteren in de afwezigheid van AAP expressie is onafhankelijk bevestigd door meerdere groepen, met inbegrip van ons1,2,3,4,5 . Latere studies op AAV serotypen 1, 8 en 9 bevestigd de kritische rol van AAPs in Eiwitmantel vergadering, als VP3 monomeer proteïnen van AAV1, 8, en 9 niet konden vormen een volledig geassembleerde Eiwitmantel bij gebrek aan mede uiting van AAP2.
Onlangs, door benaderingen die het gebruik van kwantitatieve dot omvatten blot testen, we onderzochten het vermogen van AAV1 om 12 VP3 monomeren te monteren in capsids in de afwezigheid van AAP expressie en het vermogen van AAP1 tot en met 12 ter bevordering van de vergadering van VP3 monomeren van heterologe serotypen. Deze studie is gebleken dat AAV4, 5 en 11 VP3 monomeren kunnen samenstellen zonder AAP. Bovendien bleek dat acht van de twaalf AAP serotypen we onderzocht (d.w.z.alles behalve AAP4, 5, 11 en 12) weergegeven van een brede mogelijkheid ter ondersteuning van Eiwitmantel vergadering van heterologe AAV serotype capsids, terwijl AAP4, 5, 11 en 12 weergegeven een aanzienlijk beperkte capaciteit in deze verwijzing6. Deze vier serotypen zijn fylogenetisch ver van de andere AAP serotypen2,3verwijderd. Bovendien heeft de studie significante heterogeniteit in subcellular lokalisaties van verschillende AAPs6ontdekt. Bovendien, het onderzoek heeft voorgesteld dat de strakke vereniging van AAP met gemonteerde capsids en de nucleolus, hét waarmerk van AAV2 Eiwitmantel vergadering, noodzakelijkerwijs kan niet worden uitgebreid tot andere serotypes met inbegrip van AAV5, 8, en 9, die weer nucleolar uitsluiting van geassembleerde capsids6. Dus, de gegevens die u uit de studie van eventuele bijzondere serotype AAP geldt niet in het algemeen voor alle AAP biologie. Deze raadselachtige karakter van AAP biologie onderstreept de noodzaak te onderzoeken van de rol en functie van elke AAP uit zowel de canonieke en de niet-canonieke AAV serotypen.
De biologische rol van AAP in Eiwitmantel vergadering kan worden beoordeeld door het bepalen van dat de volledig-verpakt AAV virale deeltjes titers geproduceerd in menselijke embryonale nier (HEK) 293 cellen, de meest gebruikte cellijn voor de productie van de vector van AAV, met of zonder AAP eiwit expressie. De standaardmethoden voor AAV kwantificatie zijn kwantitatieve PCR (qPCR)-gebaseerd testen7,8 en kwantitatieve dot vlek gebaseerde testen9. Andere methoden voor AAV virale deeltjes kwantificatie zoals enzyme-linked immunosorbent assay10,11 of optische dichtheid meting12 zijn niet ideaal voor afgeleid van vele verschillende AAV serotypen monsters of besmet met onzuiverheden (ruwe lysates of voedingsbodems), die vaak de monsters gebruikt voor AAV onderzoek. Op dit moment is qPCR meest gebruikte voor AAV kwantificatie; het is echter noodzakelijk te erkennen potentiële valkuilen van de qPCR gebaseerde bepaling, als de bepaling kunnen leiden tot systematische fouten en significante titer variaties13,14. PCR-gebaseerde testen worden beïnvloed door een aantal potentieel verstorende factoren, zoals de aanwezigheid van covalent gesloten terminal haarspelden in PCR sjablonen die een remmende werking amplificatie13. Zelfs een ervaren persoon kan introduceren potentieel storende factoren in een op qPCR gebaseerde assay onbewust13. Kwantitatieve dot blot testen zijn daarentegen een klassieke moleculaire biologie-techniek die geen genoom versterking en maakt gebruik van een veel eenvoudiger principe met een minimaal risico van fouten ten opzichte van de qPCR gebaseerde tests. De methode is minder technisch uitdagende; de test-resultaten zijn dus redelijk reproduceerbare zelfs door onervaren individuen.
In dit verslag beschrijven we de methodologische details van een kwantitatieve dot vlek assay we regelmatig gebruiken voor AAV vector kwantificatie en bieden een voorbeeld van hoe toe te passen de bepaling om te bestuderen van de vergadering-bevordering van rol van AAPs gemeen serotypen (AAV5 en AAV9) en een eerder genfunctieonderzoek AAP van Snake AAV14. In de natuur, AAV VP eiwitten en AAP eiwitten worden uitgedrukt in cis uit een enkel gen (dat wil zeggen, VP-AAP cis-complementatie), terwijl in de hier beschreven test, VP en AAP eiwitten worden geleverd in trans uit twee aparte plasmiden (d.w.z., VP-AAP trans-complementatie). Aangezien elke VP of AAP proteïne uit verschillende serotypen kan van elke onafhankelijke plasmide worden uitgedrukt, wordt het mogelijk om te testen van heterologe VP-AAP combinaties voor Eiwitmantel vergadering (d.w.z., VP-AAP Kruis-complementatie). Kort, AAV VP3 uit verschillende serotypen wordt uitgedrukt in HEK 293 cellen door plasmide DNA transfectie voor het inpakken van een genoom AAV vector in de aan- of afwezigheid van het cognaat serotype AAP, of in de aanwezigheid van een heteroloog serotype AAP. Na productie, cultuurmedia en cel lysates worden onderworpen aan een kwantitatieve analyse van dot, vlek te kwantificeren van het virale genoom binnen de Eiwitmantel-shell. De eerste stap van de stip blot test is voor de behandeling van de monsters met een nuclease verwijderen van contaminerende plasmide ANI's en onverpakte AAV genoom in monsters. Niet te doen zou het verhogen van de signalen van de achtergrond in het bijzonder wanneer ongezuiverde monsters zijn vehiculumcontrolegroep. Dit wordt dan gevolgd door een protease-behandeling te breken van virale capsids en introductie nuclease-resistente virale genoom in monsteroplossingen. Volgende, virale genoom worden gedenatureerd, bevlekt op een membraan en gekruist met een virale genoom-specifieke DNA sonde voor de kwantificatie. In het voorbeeld assay gemeld hier, we laten zien dat de slang AAV VP3 Snake AAP voor Eiwitmantel vergadering vereist en dat Snake AAP is niet bevorderlijk voor de vergadering van AAV9 capsids in tegenstelling tot veel van de AAPs afgeleid van AAP-afhankelijke serotypen die ook vergadering van bevorderen kunnen heterologe serotype capsids. Tot slot brengen wij verslag een belangrijk voorbehoud qPCR of dot vlek gebaseerde AAV kwantificatie testen dat de keuze van de nuclease heeft grote invloed op de resultaten van de test.