Методическая статья

Выделение инфекционных вирионов из клеток, трансфецированных синтетической РНК на основе бактериальной искусственной хромосомы

29 просмотров

⸱

30 сентября 2026 г.

В этой статье

Аннотация

Определение инфекционности РНК и выхода вируса Культивируйте клетки BHK-21 (почки младенца хомяка) в чашках для культивирования диаметром 150 мм с плотностью 3 × 10⁶ клеток на чашку в течение 24 ч при 37 °C и 5% CO2. ПРИМЕЧАНИЕ: Поддерживайте клетки BHK-21 в среде alpha-MEM (минимальная эссенциальная среда альфа) с добавлением 10% фетальной бычьей сыворотки, 2 мМ глутамина, витаминов и пенициллина/стрептомицина. Промойте монослой клеток 10 мл холодного раствора А (137 мМ NaCl, 2,7 мМ KCl, 8,1 мМ Na2HPO4 и 1,5 мМ KH2PO4). Отделите клетки от чашек, обработав их 4 мл раствора трипсина-этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) (0,25%), и соберите их путем центрифугирования в настольной центрифуге при 270 × g в течение 2 мин. Ресуспендируйте клеточный осадок в 50 мл холодного раствора А в коническом пробирке объемом 50 мл и центрифугируйте клеточную суспензию при 270 × g в течение 2 мин. Повторите процедуру промывки трижды; после последней промывки ресуспендируйте клеточный осадок в растворе А до плотности 2 × 10⁷ клеток/мл. Смешайте аликвоту 400 мкл клеточной суспензии с 2 мкг синтетической РНК в кювете с зазором 2 мм и немедленно подвергните смесь электропорации с помощью электропоратора при оптимальных условиях: 980 В, длительность импульса 99 мкс, 5 импульсов (рисунок 1C). Выдержите электропорированные клетки при комнатной температуре (RT) в течение 10 мин, затем перенесите их в микропробирку объемом 1,7 мл, содержащую 600 мкл полной культуральной среды. Приготовьте 10-кратные серийные разведения электропорированных клеток в 1 мл полной культуральной среды и высейте аликвоту 100 мкл каждого разведения на монослои неэлектропорированных клеток BHK-21 (5 × 10⁵) в 6-луночном планшете. После 4–6 ч инкубации покройте клетки 0,5% агарозой в минимальной эссенциальной среде, содержащей 10% фетальной бычьей сыворотки. Инкубируйте планшеты в течение 4 дней при 37 °C и 5% CO2. Визуализируйте инфекционные центры (бляшки) путем фиксации 7% формальдегидом и окрашивания 1% кристаллическим фиолетовым в 5% этаноле (рисунок 2A). Дополнительно: исследуйте клетки после электропорации РНК через 18–20 ч после трансфекции на экспрессию белков вируса японского энцефалита (JEV) с помощью иммунофлуоресцентного анализа (рисунок 2B), и соберите супернатанты электропорированных клеток через 22 и 40 ч после трансфекции для титрования вируса методом анализа бляшек (рисунок 2C). Юн С. и др.Бактериальные искусственные хромосомы: инструмент функциональной геномики для изучения РНК-вирусов с положительной полярностью. J. Vis. Exp. (2015)

В данном видео демонстрируется восстановление инфекционного вируса японского энцефалита из синтетической РНК, транскрибированной из клона бактериальной искусственной хромосомы. Показано, как проводится электропорация клеток синтетической РНК, что позволяет вирусному геному направлять продукцию новых вирионов. Образовавшиеся в результате бляшки в монослоях инфицированных клеток подтверждают успешное восстановление инфекционного вируса.

Протокол

1. Определение инфекционности РНК и выхода вируса

  1. Культивируйте клетки BHK-21 (почки новорожденного хомячка) в чашках для культивирования диаметром 150 мм при плотности 3 × 106 клеток/чашку в течение 24 ч при 37 °C в атмосфере 5% CO2.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Поддерживайте клетки BHK-21 в альфа-минимальной незаменимой среде, дополненной 10% фетальной бычьей сывороткой, 2 mM глутамином, витаминами и пенициллином/стрептомицином.
  2. Промойте монослой клеток 10 мл холодного раствора А (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 8.1 mM Na2HPO4 и 1.5 mM KH2PO4). Отделите клетки от чашек, обработав их 4 мл раствора трипсина-этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) (0.25%), и соберите их путем центрифугирования при 270 × g в настольной центрифуге в течение 2 мин.
  3. Ресуспендируйте клеточный осадок в 50 мл холодного раствора А в конической пробирке объемом 50 мл и центрифугируйте клеточную суспензию при 270 × g в течение 2 мин. Повторите эту процедуру промывки трижды; после последнего промывания ресуспендируйте клеточный осадок в растворе А до плотности 2 × 107 клеток/мл.
  4. Смешайте аликвоту клеточной суспензии объемом 400 µl с 2 µg синтетической РНК в кювете с зазором 2 мм и немедленно проведите электропорацию смеси с помощью электропоратора при оптимальных условиях: 980 V, длительность импульса 99 µsec и 5 импульсов (Figure 1C).
  5. Оставьте электропорированные клетки при комнатной температуре (RT) на 10 мин, затем перенесите их в микропробирку объемом 1.7 мл, содержащую 600 µl полной среды для культивирования.
  6. Приготовьте 10-кратные серийные разведения электропорированных клеток в 1 мл полной среды для культивирования и высейте аликвоту каждого разведения объемом 100 µl на монослои неэлектропорированных клеток BHK-21 (5 × 105) в 6-луночном планшете.
  7. После 4–6 ч инкубации залейте клетки 0,5% агарозой в минимальной незаменимой среде, содержащей 10% фетальной бычьей сыворотки. Инкубируйте планшеты в течение 4 дней при 37 °C в атмосфере 5% CO2.
  8. Визуализируйте инфекционные центры (бляшки) путем фиксации 7% формальдегидом и окрашивания 1% кристаллическим фиолетовым в 5% этаноле (Figure 2A).
    1. Дополнительно: Проверьте электропорированные РНК-клетками образцы через 18–20 ч после трансфекции на экспрессию белков вируса японского энцефалита (JEV) с помощью иммунофлуоресцентного анализа (Figure 2B), и соберите супернатанты от электропорированных РНК-клеток через 22 и 40 ч после трансфекции для титрования вируса методом бляшек (Figure 2C).

Результаты

figure-results-1

Рисунок 1. Обзор восстановления инфекционных вирусов из полноразмерной комплементарной ДНК (кДНК) JEV SA14-14-2, собранной в бактериальной искусственной хромосоме (BAC). (A) Линеаризация матрицы кДНК. Полноразмерная BAC JEV разрезается рестриктазой XbaI и обрабатывается нуклеазой из бобов мунг (MBN). (B) Синтез РНК-транскриптов. Линеаризованная кДНК транскрибируется РНК-полимеразой SP6 в присутствии аналога кэпа m7G(5')ppp(5')A. (C) Восстановление синтетических JEV. РНК, транскрибированные in vitro, трансфецируются в клетки BHK-21 путем электропорации, что позволяет получить высокий титр синтетического вируса.

figure-results-2

Рисунок 2. Специфическая инфекционность синтетических РНК, транскрибированных с полноразмерного BAC JEV, и восстановление синтетического вируса. Клетки BHK-21 подвергают имитации электропорации (Mock) или электропорируют транскриптами РНК, полученными от каждого из двух независимых клонов полноразмерного BAC JEV (Cl.1 и Cl.2). (A) Инфекционность РНК. Клетки покрывают агарозой и окрашивают кристаллическим фиолетовым через 4 дня после трансфекции. Инфекционность РНК определяют с помощью анализа инфекционных центров для оценки количества инфекционной РНК, электропорированной в клетки (левая панель). Также представлены репрезентативные изображения инфекционных центров (правая панель). (B) Экспрессия белка. Клетки культивируют в предметных стеклах с 4-лунковыми камерами. Экспрессию вирусного белка в электропорированных РНК клетках через 20 часов после трансфекции (чпт) анализируют методом иммунофлуоресценции, используя первичную кроличью антисыворотку к неструктурному белку 1 (NS1) и вторичный козий антитела к кроличьему иммуноглобулину G (IgG), конъюгированный с Cy3 (красный). Ядра контрастируют с помощью 4',6-диамидино-2-фенилиндола (синий). Изображения иммунофлуоресценции наложены на соответствующие изображения, полученные методом дифференциально-интерференционного контраста. (C) Выход вируса. Клетки культивируют в чашках Петри диаметром 150 мм. Продукцию инфекционных вирионов, накопившихся в супернатантах культур электропорированных РНК клеток через 22 и 40 часов после трансфекции (чпт), исследуют методом анализа бляшек.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Alpha Minimal Essential MediumLife Technologies (Gibco)12561-049 
АгарозаLonza50004 
Коническая пробирка (50 mL)VWR21008-242 
Кристаллический фиолетовыйSigma-AldrichC0775 
Чашка для культивирования (150 mm)TPP93150 
Кювета (зазор 2-mm)Harvard Apparatus450125 
Фетальная бычья сывороткаLife Technologies (Gibco)16000-044 
ФормальдегидSigma-AldrichF1635Токсичен и канцерогенен
ГлутаминLife Technologies (Gibco)25030-081 
Minimal Essential MediumLife Technologies (Gibco)61100-061 
Пенициллин/стрептомицинLife Technologies (Gibco)15070-063 
Хлорид калияSigma-AldrichP3911 
МонокалийфосфатSigma-AldrichP9791 
6-луночный планшетTPP92006 
Хлорид натрияSigma-AldrichS3014 
Натрий фосфат двузамещенныйSigma-AldrichS3264 
Трипсин-ЭДТА (0.25%)Life Technologies (Gibco)25200-056 
ВитаминыSigma-AldrichM6895 
CO₂-инкубаторThermo ScientificHeracell 150i 
Настольная центрифугаThermo ScientificST16R 
ЭлектропораторHarvard ApparatusECM 830 

Теги

Трансфекция синтетической РНКполучение инфекционных вирионоввирус японского энцефалитаметод электропорациизаражение клеточного монослояметод бляшеквыделение вирусного геномаклетки BHK-21серийное разведение