Oprichting van virale infectie en analyse van Host-Virus interactie bij Drosophila Melanogaster

Virale infecties, met name door arboviruses, zoals het Chikungunya virus¹, opkomende het Dengue-virus, het gele koorts virus² en de Zikavirus³, zijn een enorme bedreiging voor de volksgezondheid door het veroorzaken van pandemieën ⁴. zo een beter begrip van virus-gastheer interactie is steeds belangrijker geworden voor epidemische controle en behandeling van virale ziekten bij de mens. Voor dit doel, worden meer passende en efficiënte modellen vastgesteld om de onderzoeken van de mechanismen die ten grondslag liggen aan de virusinfectie.

De fruitvlieg, Drosophilamelanogaster (D. melanogaster), biedt een krachtig systeem om te onderzoeken van virus-gastheer interactie^5,6 en heeft bewezen een van de meest efficiënte modellen om te studeren ziekten bij de mens virale^{7 , 8 , 9}. zeer geconserveerde antiviral signalering trajecten en onvergelijkbare genetische hulpmiddelen maken vliegt een groot model te produceren aanzienlijke resultaten met echte gevolgen voor menselijke antivirale studies. Bovendien vliegen zijn gemakkelijk en goedkoop te onderhouden in het laboratorium en zijn geschikt voor grootschalig onderzoek voor nieuwe regelgevende factoren^6,10 in het virus en de host tijdens de infectie.

Vier grote zeer geconserveerde antivirale trajecten (bijv., de RNA-interferentie (RNAi) traject¹¹, de JAK-STAT traject¹², de NF-recombination pathway en de autophagy traject¹³) zijn goed bestudeerd in Drosophila in recente jaar⁶. Het RNAi-traject is een brede antivirale mechanisme dat de meeste soorten virus infectie^6,14kan onderdrukken. Verstoring van dit traject door mutatie in genen zoals Dicer-2 (Dcr-2) of Argonaute 2 (AGO2) kan leiden tot verhoogde virus titer en gastheer mortaliteit^15,16,17. De JAK-STAT-traject heeft zijn betrokken bij de controle van infectie door een virus uit de familie van de Dicistroviridae en de Flavivirus -familie in insecten, bijv., Drosophila-C-virus (DCV) in vliegen¹⁶ en West-Nijlvirus (WNV) en Dengue Virus in mug^18,19. De Drosophila tol (homoloog aan de menselijke NF-recombination pathway) en Immune deficiency (IMD) trajecten (vergelijkbaar met de menselijke NF-recombination en TNF pathway) zijn beiden betrokken bij de verdediging van virus invasie^{20,21, 22}. autophagy is een ander geconserveerde mechanisme die betrokken zijn bij de regulering van virale infectie, die ook in Drosophila^{23,24 gekenmerkt is}. Dus, de identificatie van nieuwe regelgevende factoren van deze trajecten en ontleden Overspraak tussen deze antivirale signalering en andere biologische studierichtingen, zoals de stofwisseling, veroudering, neurale reactie, enzovoort, kunnen eenvoudig worden ingesteld in de Drosophila systeem.

Hoewel meest gevestigde virale besmettelijke modellen in Drosophila zijn geïnduceerd door RNA virussen, besmetting door de ongewervelde iriserende Virus 6I (IV-6) en Kallithea virussen hebben getoond voor het potentieel voor studie van DNA-virussen vliegen^{25, 26}. Bovendien, het virus kan ook zodanig gewijzigd dat besmetting van Drosophila, zoals het influenzavirus⁹. Dit is de toepassing van het platform van de screening Drosophila sterk uitgebreid. In deze procedure gebruiken we DCV als voorbeeld om te beschrijven hoe een virale besmettelijke systeem in Drosophilate ontwikkelen. DCV is een positieve-zin één gestrande RNA virus van ongeveer 9300 nucleotiden, 9 eiwitten²⁷-codering. Als een natuurlijke ziekteverwekker van D. melanogaster, wordt DCV gezien als een geschikte virus bestuderen host fysiologische, gedragsmatige en basale immuunrespons tijdens interactie en Co-evolutie van de host-virus²⁸. Bovendien maakt zijn snelle sterftecijfer na infectie in wild type vliegen DCV bruikbaar aan het scherm voor resistente of gevoelig genen in de host-²⁹.

Echter, er zijn verschillende aspecten van zorg bij de studie van virale infecties in Drosophila. Bijvoorbeeld, hebben symbiotische bacterie Wolbachia een mogelijkheid om een breed spectra van RNA-virus verspreiding in Drosophila en mug^30,31,32. Recente gegevens blijkt een mogelijk mechanisme in welke Wolbachia blokken Sindbis (SINV) virusbesmetting via de opregulatie van methyltransferase DT2 expressie in de host-³³. Bovendien is de genetische achtergrond van insecten is ook essentieel voor virale infectie. De natuurlijke polymorfisme in het gen, pastrel (pst), bepaalt bijvoorbeeld de gevoeligheid voor DCV infectie in Drosophila^34,35, terwijl de loci van Ubc-E2H en CG8492 betrokken zijn bij Cricket verlamming virus (CrPV) en Flock huis (FHV) virusinfectie, respectievelijk³⁶.

De bijzondere manieren vast te stellen van de virus-gastheer interactie in vliegen, moet worden gekozen op basis van onderzoeksdoeleinden zoals een high-throughput scherm voor host cellulaire componenten in Drosophila cel lijnen^37,38, mondelinge infectie te bestuderen gut-specifieke antivirale antwoord^22,39,40, naald prikken^41,42 of nano-injectie door het passeren van epitheliale belemmeringen voor het stimuleren van systemische immuun reacties. Nano-injectie kan exact bepalen de virale dosis om de reactie van een gecontroleerde antivirale en een fysiologische laesie⁴³, aldus garanderen hoge experimentele reproduceerbaarheid⁴⁴. In deze studie beschrijven we een nano-injectie methode om te studeren van virus-gastheer interacties in Drosophila, het belang van het vliegen achtergrond effecten.