هذه المادة يصف الخطوات اللازمة لعزل وتوصيف المتغيرات بوليميريز RNA الإخلاص للفيروسات الحمض النووي الريبي ، وكيفية استخدام البيانات وتيرة الطفرة لتأكيد التغييرات الدقة في زراعة الأنسجة.
فيروسات الحمض النووي الريبي النووي الريبي التي تعتمد استخدام الحمض النووي الريبي لتكرار polymerases الجينوم الخاصة بهم. نسبة الخطأ عالية جوهريا من هذه الأنزيمات هي مساهم كبير في توليد تنوع السكان المتطرفة التي تسهل التكيف مع الفيروس والتطور. تزايد الدلائل تشير الى ان معدلات الخطأ الجوهرية ، والطفرة الترددات الناتجة من فيروسات الحمض النووي الريبي ويمكن عن طريق التضمين خفية تغييرات الأحماض الأمينية للبوليميريز الفيروسية. على الرغم من وجود فحوصات البيوكيميائية لبعض polymerases الجيش الملكي النيبالي الفيروسية التي تسمح قياس الكمي لإدماج الإخلاص ، ونحن هنا وصفا لطريقة بسيطة لقياس الترددات تحور الفيروسات الحمض النووي الريبي التي أثبتت أن تكون دقيقة قدر نهج البيوكيميائية في تحديد الطفرات تغيير الدقة. هذا النهج يستخدم التقنيات التقليدية وتسلسل الفيروسي التي يمكن تنفيذها في مختبرات معظم الأحياء. بناء على خبرتنا مع عدد من الفيروسات المختلفة ، وحددنا الخطوات الرئيسية التي يجب أن يكون الأمثل لزيادة احتمال عزل المتغيرات الإخلاص وتوليد البيانات ذات دلالة إحصائية. ويمكن عزل وتوصيف الطفرات تغيير الإخلاص تقديم رؤى جديدة في هيكل ووظيفة بوليميريز 1-3. وعلاوة على ذلك ، يمكن لهذه المتغيرات الإخلاص أن تكون أدوات مفيدة في تشخيص آليات للتكيف وتطور الفيروس 4-7.
اختيار خط الخلية. نجاعة النظير قاعدة المطفرة RNA كما يرتبط امتصاص النسبية من خلال أنواع مختلفة من الخلايا 11. إذا كان خط الخلية التي تستخدم عادة لمرور الفيروس ثبت أن صهر لامتصاص مطفر أو حساسة جدا (عالية السمية الخلية) ، فإنه قد يكون من الضروري استخدام خط آخر الخلية التي تلبي هذه الاحتياجات ، ولا تزال متساهلة لتكاثر الفيروس. بمجرد أن يتم عزل المقاومة المتغير المغير ، يمكن تنفيذ ما تبقى من خصائص في النص الأصلي ، خط خلية المفضل. في تجربتنا ، تأخذ خلايا هيلا بسهولة حتى المغير ؛ خلايا BHK تتطلب تصل إلى 10 أضعاف تركيزات أعلى وخلايا فيرو وصهر لامتصاص المغير.
اختيار المغير. وفي محاولة لعزل المتغيرات الإخلاص المغير عن طريق العلاج ، واحتمال للنجاح هو زيادة إذا تم استخدام أكثر من نوع واحد من المغير. والمطفرة قاعدة تمثيلية مختلفة من الهيكل ، التي أدرجت خطأ في الجينوم أثناء النسخ المتماثل في الغالب نتيجة حمل في مجموعة فرعية محددة من الطفرات في تكرار دورات لاحقة : ريبافيرين العلاج تفضل GtoA والطفرات التي تمر بمرحلة انتقالية CtoU 12 ؛ 5 – آزاسيتيدين لديه تحيز مماثلة ، مع إضافة CtoG وtransversions GtoC 13 ؛ 5 فلورويوراسيل تفضيلي يدفع التحولات AtoG وUtoC 14. بدلا من ذلك ، تركيزات أعلى من المغنيسيوم أو 2 + 2 + يمكن المنغنيز أن تستكمل في المتوسط إلى زيادة وتيرة الطفرة الشاملة لفيروسات الحمض النووي الريبي دون تحيز 12 المذكورة أعلاه. تبعا لتسلسل الفيروس رامزة ، والتغييرات المطلوبة لتوليد كودون متغير الإخلاص ، وبعض هذه الشروط سيكون في صالح ظهور هذا الخيار على الآخرين. للأعلى G64S فيروس شلل الأطفال والإخلاص كوكساكي A372V الفيروس ، ريبافيرين العلاج الأكثر بسهولة المختارة للمتغيرات التي تمر بمرحلة انتقالية بسبب AtoG المطلوبة في موقع كودون مساويا لالطفرات الناتجة في الغالب عن طريق هذه ريبافيرين.
وزارة الداخلية مقابل حجم السكان في علم الفيروسات ، وبروتوكولات للعدوى الأنسجة تولي اهتماما خاصا لتعدد العدوى (وزارة الداخلية) ، لتجنب تراكم الجزيئات التالفة التدخل (منخفضة وزارة الداخلية) ، أو لتشجيع إعادة التركيب بين الفيروسات (عالية وزارة الداخلية) ، ل مثال على ذلك. لتحديد مدى ظهور لأحداث المسلسل الركض ، فمن المهم أيضا النظر في حجم السكان الفيروس. منذ الطافرة المقاومة موجودة في البداية في التردد المنخفض ، فمن الأفضل لنقل كبيرة مثل حجم السكان ممكن من العبور إلى التالي (5 -10 الفيروسات 6 10 ، على سبيل المثال) لتجنب فقدان هذه المتغيرات المستجدة في كل عبور. قد زيادة حجم البئر أو قارورة (عدد الخلايا المصابة) يساعد على الحد من الزيادة في وزارة الداخلية اذا كان هذا هو القلق. من ناحية أخرى ، لإجراء التجارب التي يجري فيها اختبار حساسية الفيروس إلى المغير ، يتم تنفيذ العدوى المنخفضة وزارة الداخلية من أجل زيادة عدد الدورات التي تحدث في تكرار التجربة وتجنب إنقاذ الجينوم mutagenized بواسطة الجينوم العالي من خلال اللياقة البدنية تكامل في المشاركة في إصابة الخلايا. هذا أمر مهم لأن سوف لا الطفرات الناتجة عن الجينوم ذرية خلال الجولة الأولى من النسخ المتماثل يتم الكشف على الفور. وسيظل معظم هذه الرناوات mutagenized يمكن تعبئتها في الفيريون. فهو في الجولة القادمة من العدوى التي الطفرات المميتة موجودة في هذه الخريطة الجينية سوف يؤدي إلى إحباط دورة النسخ المتماثل ، والحد من عيار الفيروس. قد يكون من الضروري للسماح لعدة جولات من تراكم الطفرات قبل لوحظ تأثير كبير من الطفرات المميتة. أخيرا ، إذا كانت أكثر من سلسلة مرور في حضور المغير ، والتتر الفيروس يستمر في الانخفاض حتى الانقراض ، ثم ينبغي أن الباحث حاول الركض الفيروس تدريجيا في زيادة كميات المغير (بدءا من تركيز منخفض للغاية).
العزلة واستنساخ جيل من الحمض النووي الريبي مطفر مقاومة من السكان مطفر مقاومة الحمض النووي الريبي. المطفرة إدخال الحمض النووي الريبي الطفرات العشوائية متعددة إلى كل الجينوم ، ولكن اختيار المقاومة سوف تثري فقط (والإصلاح إلى توافق في الآراء تسلسل) الطفرة المقاومة. لتحديد هذه الطفرة ، ونحن تسلسل السكان مقاومة المغير (توافق آراء من السكان) وليس الفيروسات الفردية. وبالتالي ، لم يتم الكشف عن واحد ، والطفرات العشوائية التي أوجدتها المغير في تسلسل ؛ فقط الطفرات التي تم العثور عليها نتيجة التغيرات في الآراء التالية الاختيار. في تجربتنا نحن فقط تحديد واحد أو اثنين تسلسل توافق هذه التغييرات. مرة واحدة يتم الحصول على مقاومة السكان مطفر ويتم التعرف على الطفرات المقاومة ، فمن الضروري لتوليد مزيد من الأسهم النقية لهذا المتغير. أعلاه ، وصفنا إجراء تنقية البلاك. بدلا من ذلك ، اذا كان الفيروس من الفائدة لا تنتج صفائح يسهل التعرف عليها ، قد تكون البديل المطلوب purifالعبوات الناسفة عن طريق الحد من التخفيف. هذا النهج هو أساسا في شكل TCID 50 96 – جيدا ، حيث يتم تخفيف المخزون الفيروس بحيث يصاب أقل من 50 ٪ من الآبار. باستخدام هذا التخفيف ، ويتم اتخاذ نفس النهج كما ذكر أعلاه ، في عزل ما يصل الى 10 المتغيرات الفردية ويؤكد على متواليات. كما ذكر ، في أفضل الحالات ، وهي استنساخ [كدنا] المعدية من سلالة الفيروس هو متاح. وبمعزل عن البديل وبالتالي لا يكون ضروريا. في تجربتنا ، الإخلاص المتغيرات هي نتيجة لاستبدال واحد من الأحماض الأمينية وبالتالي يمكن إنشاؤها باستخدام بسيطة ، ومجموعات الطفرات تجاريا مثل Quikchange (اجيلنت). وثمة خيار الثانوي هو استخدام استنساخ [كدنا] من سلالة ترتبط ارتباطا وثيقا. ومع ذلك ، إذا تم استخدام سلالة ذات الصلة ، نقترح بشدة استخدام كل من هذا النهج ، وعزل الفيروس (مثل تنقية لوحة) لأننا وجدنا أن الطفرة الإخلاص نفسه تغيير على اثنين من الفيروسات وثيق الصلة لن يكون بالضرورة نفس التأثير.
وقد أسفرت الإخلاص وتكرارها. اختيار المتغيرات مطفر RNA مقاومة في معزل عن كلا الخيارين الإخلاص أعلى وأقل مع خصائص النمو التي هي مماثلة لنظرائهم نوع البرية 4،12،15. حاليا ، لا يتم الربط بين معدلات النشاط والإخلاص بوليميريز مفهومة تماما. في المختبر أظهرت الدراسات البيوكيميائية باستخدام الحمض النووي الريبي بوليميراز المنقى أن أعلى معدلات الدقة المتغيرات تجهيز أبطأ ، في حين أن انخفاض المتغيرات الإخلاص تميل إلى أن تكون أسرع تجهيز 1-3،12. في مجال زراعة الأنسجة ، وهذه الاختلافات ليست واضحة في العادة ، مما يدل على أن توافر الموارد ، بدلا من الذاتية حركية النشاط بوليميريز ، هو معدل الحد خطوة. إذا كان يتطابق مع الإخلاص البديل الحركية التي لا تختلف كثيرا عن النوع البري ، ومن ثم يمكن مقارنة الترددات الطفرة التي قطعتها على نفسها مباشرة. إذا كان تغيير كبير جدا في حركية تكرار موجودا ، ثم يجب أن تكون البيانات تطبيع لمراعاة الفروق الحركية ، على سبيل المثال ، التي قارنت بين الفيروسات التي خضعت لنفس العدد من الدورات النسخ المتماثل. في تجربتنا ، على الرغم من ملاحظة وجود اختلافات كبيرة في خطوة واحدة حركية النمو بين نوع البرية والمتغيرات عالية الدقة ، لاحظنا أن ارتفاع المتغيرات الإخلاص عيار باستمرار أعلى (في حدود 1 في السجل) بالمقارنة مع النوع البري لكنها تجعل أقل قليلا RNA (داخل بنفس الترتيب من حيث الحجم) ، مما يشير أيضا إلى أن العوامل الوراثية التي تنتجها تحتوي على عدد أقل من الطفرات وبالتالي فهي أكثر المعدية.
إعداد العينات وتسلسلها وبالنسبة لجميع الخطوات في هذه البروتوكولات ، لا بد من أن تستخدم عالية الدقة ، ودليل على القراءة والانزيمات لPCR RT PCR – للحد من طفرات إضافية منذ عرضه لا يمكن تمييزها عن الطفرات ذات الصلة من الناحية البيولوجية. فمن الأهمية بمكان أن تم إعداد السكان الفيروس يمكن مقارنة في نفس الظروف (التاريخ المرور ، والأنسجة المتوسطة والثقافة ، ودرجة الحرارة ، وطريقة استخلاص الحمض النووي الريبي ، RT – PCR البروتوكولات ، الخ) ومن المهم أيضا لضمان ما يكفي من المواد ابتداء كان تم الحصول عليها من استخراج الحمض النووي الريبي بحيث يتم إنشاء فرقة قوية من جانب RT – PCR. وينبغي أن يكون مخفف 1 / 100 من عينة الحمض النووي الريبي تعطي أيضا للكشف RT – PCR الفرقة ، مشيرا إلى أن العينة تحتوي على أعداد كافية من جزيئات الحمض النووي الريبي لتجنب التحيز التمثيل (تضخيم الجينوم نفسه مرارا وتكرارا). تردد منذ الطفرة هو التوزيع ، فإن للمرء أن يتوقع أن يتم الحصول على قيم متشابهة بغض النظر عن حجم السكان ، وفرت التحيز المذكور لا يحدث. كما يبين الشكل رقم 6 ، 10 5 أضعاف التخفيف من مخزون فيروس يعطي التردد الطفرة التي لا تختلف كثيرا عن المخزون الأبوية.
حتى يتم العثور على الظروف المثلى للاستنساخ TopoTA ، تؤكد وجود تدرج بعد الفحص أزرق / أبيض ، بواسطة PCR مستعمرة قبل التسلسل. كعنصر تحكم عن الضوضاء طفرية (الطفرات التي أدخلها RT – PCR وتسلسل) ، استنساخ منتج PCR من تحمل البلازميد تسلسل الفيروسي نفسه و / أو استنساخ وتسلسل المنتجات RT – PCR من الحمض النووي الريبي في المختبر كتب المقابلة لجينوم الفيروس (يكون علم أن الأنزيمات النسخ المختلفة في المختبر ومعدلات الخطأ ومختلفة قد لا تعطي معلومات مفيدة بالنسبة لخطأ في الإجراءات الخلفية الحقيقية لديك). قد تكون بعض تسلسل الفيروس يمكن أن تكون سامة للبكتيريا ، لذلك فمن المهم للتحقق من ذلك قبل اتخاذ قرار بشأن هذه المنطقة من الجينوم الفيروسي لتكون متسلسلة لتواتر الطفرات. في تحليل تسلسل TopoTA التي حصلت عليها ، لاحظ أن كل نسخة واحدة فقط يجب أن يحتوي على إدراج / التسلسل. إذا لوحظ ذروة مزدوجة ، مما يشير إلى مجموعة من السكان مختلطة ، فمن الممكن أن اختيار اثنين من المستعمرات البكتيرية المجاورة. ومن الممكن أيضا ، على الرغم من المستبعد جدا بالنظر إلى الطفرة الترددات المنخفضة في النسخ المتماثل البكتيرية ، والتي تم تقديمها خلال الطفرة التضخيم من البلازميد في الثقافة البكتيرية. في لوحة عurified السكان ، قد تمثل ذروة مزدوجة لوحات متداخلة ، أو فيروس الذي تم الحصول على طفرة جديدة أو العودة طفرة خلال تطوير البلاك. أن تكون متسقة واتخاذ قرار بشأن ما إذا كان الاعتماد أم لا عد هذه الطفرات.
في النهاية ، أن نضع في الاعتبار أن الطفرة الترددات المستخدمة هنا هي قيم نسبية. فهي صالحة فقط في المقارنة بين السكان الفيروس نمت في ظل حالة واحدة ، ومتسلسلة على المنطقة نفسها! يجب ألا تؤخذ على أنها قيم مطلقة معدل الطفرة ، أو تردد طفرة في الجينوم ككل. ومع ذلك ، عندما يتم التحكم في الظروف ، فإنها تسمح للتكرار ، والمقارنات الكمية الخلافات في توزيع طفرة والتردد.
The authors have nothing to disclose.
وأيد هذا العمل عن طريق التمويل من منحة الطب والصحة أبحاث من مدينة باريس ، والجمعية الوطنية الفرنسية منحة ANR – 09 – JCJC – 0118 – 1 ، والمنسق بدء المشروع RNAvirusPopDivNVax المنحة لا. 242719.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
---|---|---|---|
ribavirin | Sigma | R9644-10MG | |
5-fluorouracil | Sigma | F6627-1G | |
5-azacytidine | Sigma | A2385-100MG | |
MgCl2 | Sigma | M1028-100ML | |
MnCl2 | Sigma | M1787 | |
Trypan blue | Sigma | T8154-20ML | |
TopoTA cloning kit | Invitrogen | 10351021 | |
Quikchange mutagenesis kit | Agilent | 200516 | If a cDNA infectious clone is available |
96-well miniprep kit | Macherey-nagel | 740625 | |
Lasergene, Sequencher | DNAstar, Gene Codes Corporation | www.dnastar.com www.genecodes.com |
Or other alignment software |