Этот протокол описывает восстановление инфекционного вируса Зики из двух плазмидного инфекционного кДНК-клона.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Этот протокол описывает восстановление инфекционного вируса Зики из двух плазмидного инфекционного кДНК-клона.
Инфекционные кДНК-клоны позволяют генетически модифицировать вирус, тем самым облегчая работу с вакцинами, патогенезом, репликацией, передачей и развитием вируса. Здесь мы описываем создание инфекционного клона для вируса Зика (ZIKV), который в настоящее время вызывает взрывную вспышку в Северной и Южной Америке. Чтобы предотвратить токсичность бактерий, которые обычно наблюдаются с помощью плазмид, полученных из флавивируса, мы создали двухплазмидную систему, которая разделяет геном у NS1-гена и более стабильна, чем полноразмерные конструкции, которые не могут быть успешно восстановлены без мутаций. После переваривания и лигирования для соединения двух фрагментов полноразмерная вирусная РНК может быть получена транскрипцией in vitro с помощью РНК-полимеразы Т7. После электропорации транскрибируемой РНК в клетки был выделен вирус, который проявлял сходную кинетику роста in vitro и вирулентность и инфекционные фенотипы in vivo у мышей и москитов соответственно.
Вирус Zika (ZIKV; Family Flaviviridae : Genus Flavivirus ) - это флавивирус вируса комаров, который прибыл в Бразилию в 2013-14 годах и впоследствии был связан с массовой вспышкой фебрильной болезни, которая распространилась по всей Америке 1 . Кроме того, ZIKV был связан с тяжелыми последствиями заболевания, такими как синдром Гийена-Барре у взрослых и микроцефалия у плодов и новорожденных 2 . Мало что известно о ZIKV до его быстрого распространения в западном полушарии. Это включало отсутствие молекулярных инструментов, что препятствовало механистическим исследованиям. Молекулярные инструменты для вирусов, такие как клоны кДНК, способствуют развитию вакцины и антивирусных препаратов, а также позволяют оценить вирусные генетические факторы, связанные с дифференциальным вирусным патогенезом, иммунным ответом и эволюцией вируса.
Известно, что инфекционные клоны флавивируса очень нестабильны у бактерий из-за crВ их геномах присутствуют промотирующие проариотические промоторы 3 . Для облегчения этой проблемы были использованы несколько подходов; Включая введение тандемных повторов перед вирусными последовательностями 4 , мутацию предполагаемых прокариотических промоторных последовательностей 5 , расщепление генома на множественные плазмиды 6 , векторы с небольшим числом копий (включая бактериальные искусственные хромосомы) 7,8 и введение интронов в вирусном геноме 9 , Для ZIKV была описана одна полноразмерная система без модификаций; Однако этот клон, по-видимому, ослабляется в клеточной культуре и у мышей 10 . Другие группы сконструировали интроны в геноме ZIKV, что позволило нарушить неустойчивые последовательности в бактериях, которые могут быть сплавлены в клетках млекопитающих in vitro для производства инфекционного вируса 11, 12 . Кроме того, была успешно использована система на основе ПЦР, озаглавленная «Инфекционно-субгеномные ампликонны», для спасения штампа MR776 прототипа ZIKV 13 . Описанный здесь подход не требует никаких посторонних последовательностей, а скорее разрушает геном в области высокой нестабильности с использованием множества плазмид, которые ранее успешно использовались с желтой лихорадкой 6 , вирусами лихорадки денге 14 , 15 и западного Нила 16 . Кроме того, добавление последовательности рибозима гепатита D на вирусных геномных концах облегчает создание аутентичного 3'-конца без необходимости добавления сайта линеаризации. Кроме того, обе плазмиды сконструированы в низкокопированном числовом векторе (pACYC177, ~ 15 копий на ячейку) для уменьшения любой остаточной токсичности 17 . Выбранный вирус отображает профиль роста, сопоставимый сРодительского вируса в кривых роста in vitro в 8 клеточных линиях, содержащих множество клеточных типов, полученных как от млекопитающих, так и от насекомых, и выявил идентичные патогенные профили у мышей и инфекции, скорости распространения и передачи у комаров 18 .
Здесь подробно описан протокол, описывающий, как выращивать инфекционные клоновые плазмиды, генерировать полноразмерную вирусную РНК (вирусный геном) in vitro и восстанавливать инфекционный вирус в культуре клеток. Во-первых, мы описываем распространение плазмид в бактериях или без бактерий амплификации с использованием усиления кругового круга (RCA). Затем мы покажем, как две плазмиды расщепляются, а затем лигируются вместе для генерации полноразмерного вируса. Наконец, мы описываем производство транскрибируемой РНК и ее последующей электропорации в клетки Vero с последующим титрованием восстановленного вируса ( рис. 1 ). Описанный подход является быстрым, что позволяетR восстановление запасов инфекционных вирусов через 1-2 недели.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Трансформирование и восстановление плазмид инфекционных клонов
2. Получение достаточной плазмидной ДНК для лигирования
ПРИМЕЧАНИЕ. Лигирование и последующая электропорация требуют достаточного количества ДНК плазмиды, которая должна генерироваться либо с помощью maxiprep, либо с помощью RCA. В то время как maxiprep является традиционно используемым подходом, RCA предлагает преимущество, не требующее бактерий, таким образом устраняя потенциал для индуцированной плазмидой токсичности в бактериях, которая может привести к событиям нестабильности.
| Имя праймера | Последовательность (5 '- 3') |
| ZIKV PRVABC59 1For. | AGTTGTTGATCTGTGTGAATCAGAC |
| ZIKV Сохранено 632For. | GCCCTATGCTGGATGAGG |
| ZIKV Сохранено 692Rev. | GGTTCCGTACACAACCCAAGTTG |
| ZIKV Conserved 1313Rev. | CTCCCTTTGCCAAAAAGTCCACA |
| ZIKV Conserved 1201For. | CCAACACAAGGTGAAGCCTAC |
| ZIKV Conserved 1663For. | GCAGACACCGGAACTCCACACT |
| ZIKV Conserved 2008For. | CAGATGGCGGTGGACATGC |
| ЗИКВ Сохранено 2350Рев. | GTGAGAACCAGGACATTCCTCC |
| ZIKV Сохранено 2605For. | TACAAGTACCATCCTGACTCCC |
| ЗИКВ Сохранено 3499Rev. | GCCTTATCTCCATTCCATACCA |
| ZIKV Сохранено 3961Rev. | TTGCCAACCAGGCCAAAG |
| ZIKV Сохранено 4132For. | CATTTGTCATGGCCCTGG |
| ZIKV Завершено 4561Rev. | CTATTGGGTTCATGCCACAGAT |
| ZIKV Сохраняется 4665For. | GACCACAGATGGAGTGTACAGAGT |
| ЗИКВ Сохранено 5189Реев. | AAGACAGTTAGCTGCTTCTTCTTCAG |
| ZIKV Задержанный 5219For. | GAGAGTTCTTCCTGAAATAGTCCGTGA |
| ЗИКВ Сохранено 6086Реев. | CTTGCTTCAAGCCAGTGTGC |
| ZIKV Conserved 6119For. | GCCTCATAGCCTCGCTCTATCG |
| ZIKV Conserved 6721Rev. | CCATTCCAAAGCCCATCTTCCC |
| ZIKV Сохранено 6769For. | CCAGCCAGAATTGCATGTGTCC |
| ZIKV Conserved 7209Rev. | ATCATTAGCAGCGGGACTCCAA |
| ZIKV Сохранено 7343For. | GTTGTGGATGGAATAGTGGT |
| ZIKV Conserved 8243For. | TGCCCATACACCAGCACTATGA |
| ZIKV PRVABC59 8893Rev. | TGCATTGCTACGAACCTTGTTG |
| ZIKV сохранен 9133For. | AGCCCTTGGATTCTTGAACGAGGA |
| ZIKV PRVABC59 9673Rev. | AACGCAATCATCTCCACTGACT |
| ZIKV Сохранено 9686For. | GATGATAGGTTTGCACATGCC |
| ZIKV Conserved 10321Rev. | GTCCATGTACTTTTCTTCATCACCTAT |
| ZIKV Conserved 10455For. | CAGGAGAAGCTGGGAAACC |
| ZIKV Сохранено 10621Rev. | CAGATTGAAGGGTGGGGAAGGTC |
Таблица 1: Грунты для секвенирования клонов кДНК. Плазмиды можно полностью секвенировать с перечисленными праймерами. Грунты, обозначенные как «консервативные» индиЧто они, вероятно, способны последовательно / амплифицировать все генотипы ZIKV. Грунты, обозначенные как «PRVABC59», специфичны для этого штамма, но могут также работать для других штаммов генотипа Азии и, возможно, других генотипов.
3. Получение транскрибируемой РНК in vitro
4. Спасение инфекционного вируса электропорацией
5. Титрование восстановленного вируса
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол, описанный здесь, позволяет восстанавливать вирус Zika, зараженный вирусом. Манипулирование системой двух плазмид-инфекционных клонов является простым, когда выполняется с осторожностью, по сравнению с полноразмерными версиями, которые очень нестабильны (данные не показаны). После переваривания и лигирования двух разных кусочков укороченная РНК продуцируется с использованием in vitro транскрипции с полимеразой Т7, которая затем электропорируется в клетки Vero (
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В данной работе мы описываем метод восстановления двусторонней инфекционной системы клонирования кДНК для вируса ZIKV. Ранее описанные клоны ZIKV страдают либо от ослабления, либо требуют добавления интронов, что делает плазмиды больше и препятствует спасению в клетках насекомых. Инфекционный вирус может быть восстановлен с помощью системы двухплазмидных клонов в клетках млекопитающих или насекомых (данные не показаны). Кроме того, вирус, выделенный из этой системы, ведет себя аналогично вирусу дикого типа в нескольких к...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Авторы хотели бы поблагодарить Кристен Буллард-Фейбельман, Милену Веселинович и Клаудию Рюкерт за помощь в описании вируса, полученного клонированием. Эта работа была частично поддержана грантами Национального института аллергии и инфекционных болезней NIH по грантам AI114675 (BJG) и AI067380 (GDE).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| NEB Stable CompetentE. coli | New England BioLabs | C3040H | |
| Карбенициллин, динатриевая соль | различные | ||
| Zyppy Plasmid Miniprep Kit | Zymo Research | D4036 | |
| ZymoPURE Plasmid Maxiprep Kit | Zymo Research | D4202 | |
| SalI-HF | New England BioLabs | R3138S | 20 000 единиц/мл |
| NheI-HF | New England BioLabs | R3131S | 20 000 шт./мл |
| ApaLI | New England BioLabs | R0507S | 10 000 шт./мл |
| EcoRI-HF | New England BioLabs | R3101S | 20 000 шт./мл |
| BamHI-HF | New England BioLabs | R3136S | 20 000 шт./мл |
| HindIII-HF | New England BioLabs | R3104S | 20 000 шт./мл |
| illustra TempliPhi 100 Amplification Kit | GE Healthcare Life Sciences | 25640010 | |
| NucleoSpin Gel and PCR Clean-up | Macherey-Nagel | 740609.5 | |
| Щелочная фосфатаза креветок (rSAP) | New England BioLabs | M0371S | 1 000 единиц/мл |
| щелочной фосфатазы, теленковый кишечник (CIP) | New England BioLabs | M0290S | 10 000 единиц/мл |
| T4 ДНК Ligase | New England BioLabs | M0202S | 400 000 единиц/мл |
| HiScribe T7 ARCA mRNA Kit | New England BioLabs | E2065S | |
| Vero cells | ATCC | CCL-81 | |
| ECM 630 High Throughput Electroporation System | BTX | 45-0423 | Другие машины приемлемы. |
| LB Бульон с агаром (Miller) | Sigma | L3147 | Можно приготовить и домашним. |
| Потрясающий бульон Sigma | T0918 | можно приготовить и в домашних условиях. | |
| Чашка Петри | Celltreat | 229693 | |
| пробирки для культур | VWR International | 60818-576 | |
| T75 колбы | Celltreat | 229340 | |
| T182 колбы | Celltreat | 229350 | |
| 1x PBS | Corning | 21-040-CV | |
| RPMI 1640 с L-глутамином | Corning | 10-040-CV | |
| DMEM с L-глютамином и 4,5 г/л глюкозы | Corning | 10-017-CV | |
| Фетальная сыворотка крупного рогатого скота (FBS) | Atlas Biologicals | FP-0500-A | |
| Трагакант | Порошок MP | Bio MP 104792 | |
| кристаллической фиалкой | Amresco | 0528-1006 | |
| Этанол денатурированный | VWR International | BDH1156-1LP | |
| 6-луночный планшет | Celltreat | 229106 | |
| 12 луночных планшетов | Celltreat | 229111 | |
| секвенирования Oligos | IDT | см. таблицу 1 | |
| Qubit 3.0 | ThermoFisher | Qubit 3.0 | методы приемлемы. |
| Допустимы Qubit dsDNA BR Assay Kit | ThermoFisher | Q32850 | другие методы. |
| Допустимы Qubit RNA HS Assay Kit | ThermoFisher | Q32852 | другие методы. |
| Класс II Шкаф биобезопасности | Варьируется | Н/Д | Это необходимо для работы с живым вирусом. |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.