Summary

Utilizzando genetica inversa per manipolare il gene del NSS il virus della febbre della Rift Valley MP-12 Strain per migliorare la sicurezza e l'efficacia del vaccino

Published: November 01, 2011
doi:

Summary

Il sistema di genetica inversa per la Valle del virus della febbre della Rift MP-12 ceppo vaccinale è un utile strumento per la creazione di ulteriori MP-12 mutanti con attenuazione aumentata e l'immunogenicità. Noi descriviamo il protocollo per generare e caratterizzare NSS ceppi mutanti.

Abstract

Virus della febbre della Rift Valley (RVFV), che causa febbre emorragica, disturbi neurologici o cecità negli esseri umani, e un alto tasso di aborti e malformazioni fetali nei ruminanti 1, è stata classificata come HHS / USDA sovrapposizione agente di selezionare e di un gruppo di rischio 3 patogeno. Appartiene al genere Phlebovirus nel Bunyaviridae famiglia ed è uno dei membri più virulenta di questa famiglia. Diversi sistemi di genetica inversa per l'MP-12 RVFV ceppo del vaccino 2,3 così come wild-type ceppi RVFV 4-6, tra cui ZH548 e ZH501, sono state sviluppate dal 2006. La MP-12 ceppo (che è un gruppo di rischio 2 patogeno e un non-selezione agente) è fortemente attenuata da diverse mutazioni nel suo M-e L-segmenti, ma porta ancora virulento S-segmento RNA 3, che codifica per una virulenza funzionale fattore, NSS. Il rMP12-C13type (C13type) portando al 69% in-frame cancellazione di NSS ORF manca di tutte le funzioni NSS noto, mentre si replica come efficient così come MP-12 in VeroE6 cellule prive di tipo I IFN. NSS induce una chiusura di trascrizione ospitare tra cui l'interferone (IFN)-beta mRNA 7,8 e promuove la degradazione della doppia elica RNA-dipendente proteina chinasi (PKR) al post-traduzionali livello. 9,10 IFN-beta è trascrizionalmente sovraregolati per il fattore normativo interferone 3 (IRF-3), NF-kB e proteina attivatrice-1 (AP-1), e il legame di IFN-beta di IFN-alpha/beta recettore (IFNAR) stimola la trascrizione di IFN-alfa geni o altri geni dell'interferone stimolata (ISGs) 11, che induce ospitare attività antivirale, mentre la trascrizione soppressione ospiti ivi compresi IFN-beta gene NSS impedisce la upregulations gene di quelli ISGs in risposta alla replicazione virale nonostante IRF-3, NF-kB e attivatore proteina-1 (AP-1) può essere attivata RVFV7. . Così, NSS è un obiettivo eccellente per attenuare ulteriormente MP-12, e per migliorare la risposta immunitaria innata ospitare abolendo l'IFN-beta funzione di soppressione. Qui, Si descrive un protocollo per la generazione di un ricombinante MP-12 NSS codifica mutato, e fornire un esempio di un metodo di screening per identificare i mutanti NSS manca la funzione di sopprimere IFN-beta sintesi di mRNA. Oltre al suo ruolo essenziale nella dell'immunità innata, tipo I IFN è importante per la maturazione delle cellule dendritiche e l'induzione di una risposta immunitaria adattativa 12-14. Così, mutanti NSS indurre IFN di tipo I sono ulteriormente attenuati, ma allo stesso tempo sono più efficienti a stimolare le risposte immunitarie di ospitare wild-type MP-12, che li rende candidati ideali per gli approcci di vaccinazione.

Protocol

1. Recupero di mutazione ricombinante-12 MP codifica NSS (s) da plasmide DNA 2 Diffusione renali di criceto neonato (BHK) / T7-9 celle 15, che esprimono stabilmente T7 RNA polimerasi, in 6 cm di piatti in Medium minimo (MEM)-alfa (Invitrogen, Cat # 32561037) contenente il 10% siero fetale bovino (FBS ), penicillina-streptomicina (Penicillina: 100 U / ml, streptomicina: 100 mcg / ml) (Invitrogen, Cat # 15140122), e 600 mg / ml di Hygromycin B (Cellgro, Cat # 30-240-CR). * L'eff…

Discussion

Sistemi di genetica inversa per RVFV sono stati sviluppati da diversi gruppi utilizzando promotore T7 2,4,5 o mouse 3 o umano 4 pol-I promoter. In questo manoscritto, si descrive un protocollo per generare ricombinante RVFV MP-12 ceppi utilizzando BHK/T7-9 15 cellule che esprimono stabilmente T7 RNA polimerasi. L'efficienza di recupero virale varia a seconda delle condizioni di BHK/T7-9 cellule, la quantità di plasmidi, il numero di cellule transfettate e così via. Abbia…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato finanziato per numero di Grant 5 U54 AI057156-07 tramite Western Centro Regionale di Eccellenza (WRCE), 1 AI08764301 R01-A1 da Istituto Nazionale di Allergologia e Malattie Infettive, e un finanziamento interno da Sealy Centro per lo sviluppo di vaccini presso l'Università di Texas Medical Branch.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
Minimum Essential Medium (MEM)-alpha Invitrogen 32561037  
Dulbecco’s modified minimum essential medium Invitrogen 11965092  
Modified Eagle Medium (MEM 2x) Invitrogen 11935046  
Penicillin-Streptomycin Invitrogen 15140122  
Hygromycin B Cellgro 30-240-CR  
Tryptose phosphate broth MP biomedicals 1682149  
Noble agar VWR 101170-362  
TransIT-LT1 Mirus MIR2300  
Opti-MEM Invitrogen 31985070  
Aerosol tight lid Eppendorf C-2223-25  
0.33% neutral red solution Sigma Aldrich N2889-100ML  
C57/WT MEF cells InvivoGen mef-c57wt  
Blasticidin S InvivoGen Ant-bl-1  
Zeocin InvivoGen ant-zn-1  
QUANTI-Blue InvivoGen rep-qb1  
BHK/T7-9 cells15 Gifu university, Japan    
Vero E6 cells ATCC CRL-1586  

References

  1. Bird, B. H., Ksiazek, T. G., Nichol, S. T., Maclachlan, N. J. Rift Valley fever virus. J. Am. Vet. Med. Assoc. 234, 883-893 (2009).
  2. Ikegami, T., Won, S., Peters, C. J., Makino, S. Rescue of infectious rift valley fever virus entirely from cDNA, analysis of virus lacking the NSs gene, and expression of a foreign gene. J. Virol. 80, 2933-2940 (2006).
  3. Billecocq, A. RNA polymerase I-mediated expression of viral RNA for the rescue of infectious virulent and avirulent Rift Valley fever viruses. Virology. 378, 377-384 (2008).
  4. Habjan, M., Penski, N., Spiegel, M., Weber, F. T7 RNA polymerase-dependent and -independent systems for cDNA-based rescue of Rift Valley fever virus. J. Gen. Virol. 89, 2157-2166 (2008).
  5. Gerrard, S. R., Bird, B. H., Albarino, C. G., Nichol, S. T. The NSm proteins of Rift Valley fever virus are dispensable for maturation, replication and infection. Virology. 359, 459-465 (2007).
  6. Billecocq, A. NSs protein of Rift Valley fever virus blocks interferon production by inhibiting host gene transcription. J. Virol. 78, 9798-9806 (2004).
  7. May, N. L. e. TFIIH transcription factor, a target for the Rift Valley hemorrhagic fever virus. Cell. 116, 541-550 (2004).
  8. Ikegami, T. Rift Valley fever virus NSs protein promotes post-transcriptional downregulation of protein kinase PKR and inhibits eIF2alpha phosphorylation. PLoS Pathog. 5, e1000287-e1000287 (2009).
  9. Habjan, M. NSs protein of Rift valley fever virus induces the specific degradation of the double-stranded RNA-dependent protein kinase. J. Virol. 83, 4365-4375 (2009).
  10. Garcia-Sastre, A., Biron, C. A. Type 1 interferons and the virus-host relationship: a lesson in detente. Science. 312, 879-882 (2006).
  11. Bon, A. L. e. Type i interferons potently enhance humoral immunity and can promote isotype switching by stimulating dendritic cells in vivo. Immunity. 14, 461-470 (2001).
  12. Le Bon, A., Tough, D. F. Links between innate and adaptive immunity via type I interferon. Curr. Opin. Immunol. 14, 432-436 (2002).
  13. Tough, D. F. Type I interferon as a link between innate and adaptive immunity through dendritic cell stimulation. Leuk. Lymphoma. 45, 257-264 (2004).
  14. Ito, N. Improved recovery of rabies virus from cloned cDNA using a vaccinia virus-free reverse genetics system. Microbiol. Immunol. 47, 613-617 (2003).
  15. Terasaki, K., Murakami, S., Lokugamage, K. G., Makino, S. Mechanism of tripartite RNA genome packaging in Rift Valley fever virus. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 804-809 (2010).
  16. Buchholz, U. J., Finke, S., Conzelmann, K. K. Generation of bovine respiratory syncytial virus (BRSV) from cDNA: BRSV NS2 is not essential for virus replication in tissue culture, and the human RSV leader region acts as a functional BRSV genome promoter. J. Virol. 73, 251-259 (1999).
  17. Diaz, M. O. Homozygous deletion of the alpha- and beta 1-interferon genes in human leukemia and derived cell lines. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 85, 5259-5263 (1988).
  18. Mosca, J. D., Pitha, P. M. Transcriptional and posttranscriptional regulation of exogenous human beta interferon gene in simian cells defective in interferon synthesis. Mol. Cell. Biol. 6, 2279-2283 (1986).
  19. Constantinescu, S. N. Expression and signaling specificity of the IFNAR chain of the type I interferon receptor complex. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 92, 10487-10491 (1995).
  20. Kumar, K. G., Tang, W., Ravindranath, A. K., Clark, W. A., Croze, E., Fuchs, S. Y. SCF(HOS) ubiquitin ligase mediates the ligand-induced down-regulation of the interferon-alpha receptor. EMBO J. 22, 5480-5490 (2003).
  21. Kakach, L. T., Suzich, J. A., Collett, M. S. Rift Valley fever virus M segment: phlebovirus expression strategy and protein glycosylation. Virology. 170, 505-510 (1989).
  22. Kakach, L. T., Wasmoen, T. L., Collett, M. S. Rift Valley fever virus M segment: use of recombinant vaccinia viruses to study Phlebovirus gene expression. J. Virol. 62, 826-833 (1988).
  23. Niwa, H., Yamamura, K., Miyazaki, J. Efficient selection for high-expression transfectants with a novel eukaryotic vector. Gene. 108, 193-199 (1991).
  24. Muller, R. Characterization of clone 13, a naturally attenuated avirulent isolate of Rift Valley fever virus, which is altered in the small segment. Am. J. Trop. Med. Hyg. 53, 405-411 (1995).
  25. Le May, N. A SAP30 complex inhibits IFN-beta expression in Rift Valley fever virus infected cells. PLoS Pathog. 4, e13-e13 (2008).
  26. Kalveram, B., Lihoradova, O., Ikegami, T. NSs Protein of Rift Valley Fever Virus Promotes Post-Translational Downregulation of the TFIIH Subunit p62. J. Virol. 85, 6234-6243 (2011).
  27. Taniguchi, T., Ogasawara, K., Takaoka, A., Tanaka, N. IRF family of transcription factors as regulators of host defense. Annu. Rev. Immunol. 19, 623-655 (2001).
  28. Marie, I., Durbin, J. E., Levy, D. E. Differential viral induction of distinct interferon-alpha genes by positive feedback through interferon regulatory factor-7. EMBO J. 17, 6660-6669 (1998).
  29. Ikegami, T., Won, S., Peters, C. J., Makino, S. Rift Valley fever virus NSs mRNA is transcribed from an incoming anti-viral-sense S RNA segment. J. Virol. 79, 12106-12111 (2005).
  30. Mims, C. A. Rift Valley Fever virus in mice. I. General features of the infection. Br. J. Exp. Pathol. 37, 99-109 (1956).
  31. Bouloy, M. Genetic evidence for an interferon-antagonistic function of rift valley fever virus nonstructural protein NSs. J. Virol. 75, 1371-1377 (2001).
  32. Bird, B. H., Albarino, C. G., Nichol, S. T. Rift Valley fever virus lacking NSm proteins retains high virulence in vivo and may provide a model of human delayed onset neurologic disease. Virology. 362, 10-15 (2007).

Play Video

Cite This Article
Kalveram, B., Lihoradova, O., Indran, S. V., Ikegami, T. Using Reverse Genetics to Manipulate the NSs Gene of the Rift Valley Fever Virus MP-12 Strain to Improve Vaccine Safety and Efficacy. J. Vis. Exp. (57), e3400, doi:10.3791/3400 (2011).

View Video