Los protocolos para la investigación de la distribución original de los tejidos, modo de transmisión, y el efecto sobre la aptitud de un anfitrión Densovirus en el gusano de la cápsula del algodón
Summary
Aquí, se presenta un protocolo para investigar la distribución host-tejido, el modo de transmisión, y el efecto sobre la aptitud de host de un densovirus dentro de una especie de lepidópteros, el gusano bellotero del algodón. Este protocolo también se puede utilizar para el estudio de la interacción entre otros virus transmitidos por vía oral y sus anfitriones de insectos.
Abstract
Muchos virus nuevos se han descubierto en huéspedes animales que utilizan las tecnologías de secuenciación de próxima generación. Anteriormente, se informó de un virus mutualista, Helicoverpa armigera densovirus (HaDV2), en una especie de lepidópteros, el gusano del algodón, Helicoverpa armigera (Hübner). A continuación, describimos los protocolos que se utilizan actualmente para estudiar el efecto de HaDV2 en su huésped. En primer lugar, se establece una colonia gusano del algodón libre de HaDV2 desde una sola pareja reproductora. Luego, por vía oral inocular algunos descendientes de las larvas recién nacido con HaDV2 que contienen líquido filtrado para producir dos colonias con los mismos antecedentes genéticos: HaDV2 infectada por uno, el otro no infectados. Un protocolo para comparar los parámetros de tabla de vida (por ejemplo, larva, pupa, y períodos de adultos y la fecundidad) entre los individuos infectados por el HaDV2 y no infectadas también se presenta, como son los protocolos para determinar la distribución de host-tejido y la eficiencia de transmisión de HaDV2. Estos protocolos woULD también ser adecuado para la investigación de los efectos de otros virus transmitidos por vía oral en sus anfitriones de insectos, anfitriones de lepidópteros en particular.
Introduction
En las últimas décadas, el desarrollo de la tecnología de secuenciación tal como secuenciación de próxima generación (NGS) ha facilitado el descubrimiento de muchos nuevos ADN y ARN virus, virus especialmente no patógenas, sino también nuevos aislamientos de virus conocidos anteriormente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. En el organismo modelo Drosophila melanogaster, más de 20 nuevos genomas de virus parciales se han detectado usando técnicas metagenomic 13. Muchas secuencias virales, incluyendo virus nuevos, también se han identificado en otros insectos, tales como las abejas de miel, mosquitoes, psílido asiático del cítrico, libélulas, y múltiples especies de lepidópteros 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21.
En el futuro, se puede esperar que más nuevos virus se descubrirán en los insectos que utilizan estas tecnologías avanzadas; por lo tanto, nuestra comprensión de la interacción virus-huésped puede cambiar en consecuencia 6, 9. Por ejemplo, las interacciones virus-huésped se consideran ser más complicado que se pensaba anteriormente, debido a que muchos nuevos virus se están definiendo como socios mutualistas en lugar de patógenos estrictos 22. Por ejemplo, el DplDNV densovirus mutualistic en Dysaphis plantaginea induce la morph alada y aumenta la movilidad, lo que facilita la dispersión del anfitrión, así como el virus 23. Por otra parte, los virus mutualistas se han descrito con respecto a la salud de los mamíferos, la sequía y la tolerancia al frío de las plantas, y el impacto de infecciones bacterianas 24. Seneca valle virus-001 se muestra para mediar en la citotoxicidad selectiva hacia células tumorales con cáncer neuroendocrino cuenta con 25. Infecciones por virus de la hepatitis A suprimir la replicación del virus de la hepatitis C y pueden conducir a la recuperación de la hepatitis C 26. Latencia del herpesvirus confiere protección simbiótica de una infección bacteriana 27. La glicoproteína de la envuelta de retrovirus endógeno HERV-W humana induce resistencia celular a bazo virus de la necrosis 28. Curvularia virus tolerancia térmica (CThTV) a partir de un hongo endófito está implicado en la interacción entre mutualistic este hongo y una hierba pánico tropicalref "> 29. Por lo tanto, el conocimiento de las interacciones entre los virus recién descubiertos y sus anfitriones debería generar nuevas perspectivas sobre su biología y gestión. Sin embargo, los nuevos virus, especialmente los virus encubiertos que muestran signos evidentes típicos de la infección aguda, tienen pocas veces han investigado, y necesitamos una tubería y protocolos para investigar los efectos de los virus recién descubiertos en sus anfitriones.
Anteriormente, hemos informado de la prevalencia de una nueva monosense densovirus Helicoverpa armigera densovirus (HaDV2) en el gusano del algodón, Helicoverpa armigera, y se presentó evidencia de una relación mutualista entre HaDV2 y el gusano del algodón 30, 31. En este documento, se describirá el protocolo de laboratorio para estudiar en detalle la interacción entre HaDV2 y su huésped gusano del algodón. El protocolo que se presenta aquí también puede ser de gran importancia para los investigadores que examinan la role de otros virus transmitidos por vía oral, especialmente en las plagas de lepidópteros.
Protocol
Representative Results
Discussion
En las últimas décadas, la mayoría de los estudios sobre las interacciones de virus de insectos se han centrado en salud de las abejas 34, 35, 36, vectores de enfermedades humanas 37, virus de plantas 38, y algunos virus patógenos de insectos que tienen un gran potencial como agentes de control biológico 39. Poca atención se ha prestado a los virus en…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por el Programa Nacional de Investigación Básica clave de China (Nº 2013CB127602) y el Fondo de Ciencia para creativos Grupos de Investigación de la Fundación Nacional de Ciencias de China (Nº 31321004).
Materials
| 24-well plate | Corning | 07-200-740 | Multiple suppliers available. |
| DNA extraction kit | TIANGEN | DP304-03 | Multiple suppliers available. |
| thermal cycler | Veriti; Applied Biosystems | 4375786 | |
| PBS | Corning | 21-040-CV | |
| 0.22 µm membrane filter | Millipore | SLGS025NB | |
| pEASY-T Cloning Vector | TransGen, Beijing, China | CT301-02 | |
| Tweezers | IDEAL-TEK | 2.SA | |
| Premix Ex Taq (Probe qPCR) | Takara | RR390A | |
| Probes | Invitrogen | Custom order | |
| Primers | Invitrogen | Custom order | |
| microspectrophotometry NanoDrop 2000c | Thermo scientific | not available | |
| 7500 Real-Time PCR system | Applied Biosystems | not available | |
| stereomicroscope SZX-16 | Olympus | not available | |
| sucrose | Multiple suppliers available. | ||
| vitamin complex | Multiple suppliers available. |
References
- Tang, P., Chiu, C. Metagenomics for the discovery of novel human viruses. Future Microbiol. 5, 177-189 (2010).
- Rosario, K., Breitbart, M. Exploring the viral world through metagenomics. Curr. Opin. Virol. 1, 289-297 (2011).
- Hugenholtz, P., Tyson, G. W. Microbiology – metagenomics. Nature. 455, 481-483 (2008).
- Kristensen, D. M., Mushegian, A. R., Dolja, V. V., Koonin, E. V. New dimensions of the virus world discovered through metagenomics. Trends Microbiol. 18, 11-19 (2010).
- Kleiner, M., Hooper, L. V., Duerkop, B. A. Evaluation of methods to purify virus-like particles for metagenomic sequencing of intestinal viromes. BMC Genomics. 16, 7 (2015).
- Ho, T., Tzanetakis, I. E. Development of a virus detection and discovery pipeline using next generation sequencing. Virology. 471, 54-60 (2014).
- Marx, C. J. Can you sequence ecology? Metagenomics of adaptive diversification. PLoS Biol. 11, e1001487 (2013).
- Radford, A. D., et al. Application of next-generation sequencing technologies in virology. J. Gen. Virol. 93, 1853-1868 (2012).
- Liu, S. J., Chen, Y. T., Bonning, B. C. RNA virus discovery in insects. Curr. Opin. Insect Sci. 8, 54-61 (2015).
- Mokili, J. L., Rohwer, F., Dutilh, B. E. Metagenomics and future perspectives in virus discovery. Curr. Opin. Virol. 2, 63-77 (2012).
- Liu, S. J., Vijayendran, D., Bonning, B. C. Next generation sequencing technologies for insect virus discovery. Viruses-Basel. 3, 1849-1869 (2011).
- Cook, S., et al. Novel virus discovery and genome reconstruction from field RNA samples reveals highly divergent viruses in Dipteran hosts. PLoS ONE. 8, e80720 (2013).
- Webster, C. L., et al. The discovery, distribution, and evolution of viruses associated with Drosophila melanogaster. PLoS Biol. 13, e1002210 (2015).
- Granberg, F., et al. Metagenomic detection of viral pathogens in spanish honeybees: co-infection by aphid lethal paralysis, israel acute paralysis and lake sinai viruses. PLoS ONE. 8, e57459 (2013).
- Runckel, C., et al. Temporal analysis of the honey bee microbiome reveals four novel viruses and seasonal prevalence of known viruses, Nosema, and Crithidia. PLoS ONE. 6, 20656 (2011).
- Cox-Foster, D. L., et al. A metagenomic survey of microbes in honey bee colony collapse disorder. Science. 318, 283-287 (2007).
- Chandler, J. A., Liu, R. M., Bennett, S. N. RNA shotgun metagenomic sequencing of northern California (USA) mosquitoes uncovers viruses, bacteria, and fungi. Front. Microbiol. 6, 185 (2015).
- Shi, C. Y., et al. A metagenomic survey of viral abundance and diversity in mosquitoes from Hubei province. PLoS ONE. 10, e0129845 (2015).
- Nouri, S., Salem, N., Nigg, J. C., Falk, B. W. Diverse array of new viral sequences identified in worldwide populations of the Asian citrus psyllid (Diaphorina citri) using viral metagenomics. J. Virol. 90, 2434-2445 (2016).
- Dayaram, A., et al. Identification of diverse circular single-stranded DNA viruses in adult dragonflies and damselflies (Insecta Odonata) of Arizona and Oklahoma, USA. Infect. Genet. Evol. 30, 278-287 (2015).
- Jakubowska, A. K., et al. Simultaneous occurrence of covert infections with small RNA viruses in the lepidopteran Spodoptera exigua. J.Invert. Pathol. 121, 56-63 (2014).
- Roossinck, M. J. Move over, Bacteria! Viruses make their mark as mutualistic microbial symbionts. J. Virol. 89, 6532-6535 (2015).
- Ryabov, E. V., Keane, G., Naish, N., Evered, C., Winstanley, D. Densovirus induces winged morphs in asexual clones of the rosy apple aphid, Dysaphis plantaginea. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 106, 8465-8470 (2009).
- Roossinck, M. J. The good viruses: viral mutualistic symbioses. Nat. Rev. Microbiol. 9, 99-108 (2011).
- Venkataraman, S., et al. Structure of seneca valley virus-001: an oncolytic picornavirus representing a new genus. Structure. 16, 1555-1561 (2008).
- Deterding, K., et al. Hepatitis a virus infection suppresses hepatitis c virus replication and may lead to clearance of hcv. J. Hepatol. 45, 770-778 (2007).
- Barton, E. S., et al. Herpesvirus latency confers symbiotic protection from bacterial infection. Nature. 447, 326-329 (2007).
- Ponferrada, V. G., Mauck, B. S., Wooley, D. P. The envelope glycoprotein of human endogenous retrovirus herv-w induces cellular resistance to spleen necrosis virus. Arch. Virol. 148, 659-675 (2003).
- Márquez, L. M., Redman, R. S., Rodriguez, R. J., Roossinck, M. J. A virus in a fungus in a plant: three-way symbiosis required for thermal tolerance. Science. 315, 513-515 (2007).
- Xu, P. J., et al. Complete genome sequence of a monosense densovirus infecting the cotton bollworm, Helicoverpa armigera. J. Virol. 86, 10909-10909 (2012).
- Xu, P. J., Liu, Y. Q., Graham, R. I., Wilson, K., Wu, K. M. Densovirus is a mutualistic symbiont of a global crop pest (Helicoverpa armigera) and protects against a baculovirus and Bt biopesticide. PLoS Pathog. 10, e1004490 (2014).
- Liang, G. M., Tan, W. J., Guo, Y. Y. An improvement in the technique of artificial rearing cotton bollworm. Plant Protec. 25, 15-17 (1999).
- Zhou, W. G., Rousset, F., O’Neill, S. Phylogeny and PCR-based classification of Wolbachia strains using wsp gene sequences. P. Roy. Soc. B-Biol. Sci. 265, 509-515 (1998).
- Mondet, F., de Miranda, J. R., Kretzschmar, A., Le Conte, Y., Mercer, A. R. On the front line: quantitative virus dynamics in honeybee (Apis mellifera L.) colonies along a new expansion front of the parasite Varroa destructor. PLoS Pathog. 10, e1004323 (2014).
- Chen, Y. P., et al. Israeli acute paralysis virus: epidemiology, pathogenesis and implications for honey bee health. PLoS Pathog. 10, e1004261 (2014).
- Hunter, W., et al. Large-scale field application of RNAi technology reducing israeli acute paralysis virus disease in honey bees (Apis mellifera, Hymenoptera: Apidae). PLoS Pathog. 6, e1001160 (2010).
- Halstead, S. B. Dengue virus – mosquito interactions. Annu. Rev. Entomol. 53, 273-291 (2008).
- Whitfield, A. E., Falk, B. W., Rotenberg, D. Insect vector-mediated transmission of plant viruses. Virology. 479-480, 278-289 (2015).
- Moscardi, F. Assessment of the application of baculoviruses for control of Lepidoptera. Annu. Rev. Entomol. 44, 257-289 (1999).
- Szelei, J., et al. Susceptibility of North-American and European crickets to Acheta domesticus densovirus (AdDNV) and associated epizootics. J. Invert. Pathol. 106, 394-399 (2011).
