Summary

In uncoating vitro di HIV-1 Cores

Published: November 08, 2011
doi:

Summary

Uncoating è un passo essenziale nella fase iniziale del ciclo di vita di HIV-1 ed è definito come lo smontaggio del guscio capside e il rilascio del complesso ribonucleoproteina virale (vRNP). In questo studio dimostriamo tecniche per isolare nuclei intatti da HIV-1 virioni e per quantificare la loro uncoating<em> In vitro</em>.

Abstract

Il genoma dei retrovirus è racchiuso in un capside circondato da un involucro lipidico. Per i lentivirus, come l'HIV-1, la conchiglia conica capside è composto di proteine ​​CA disposti come un reticolo di esagono. Il capside è chiuso da 7 pentameri alla fine ampio e 5 alla parte più stretta del cono 1, 2. Racchiuso in questa shell capside è il complesso ribonucleoproteina virale, e insieme costituiscono il nucleo.

In seguito alla fusione della membrana virale con la membrana della cellula bersaglio, di HIV-1 è rilasciata nel citoplasma. Il capside poi smonta il rilascio gratuito CA in forma solubile 3 in un processo denominato uncoating. La posizione intracellulare e la tempistica di HIV-1 uncoating sono poco conosciuti. Singolo aminoacido sostituzioni in CA che alterano la stabilità del capside anche compromettere la capacità del virus HIV-1 di infettare le cellule 4. Ciò indica che la stabilità del capside è fondamentale per HIV-1. </p>

HIV-1 uncoating è stata difficile da studiare a causa della mancanza di disponibilità di test sensibile e affidabile per questo processo. Qui si descrive un metodo quantitativo per lo studio in vitro utilizzando uncoating nuclei isolati da infezioni HIV-1 particelle. L'approccio prevede l'isolamento dei nuclei per sedimentazione di virioni concentrati attraverso uno strato di detergente e in un gradiente di saccarosio lineare, al freddo. Per quantificare uncoating, i nuclei isolati sono incubati a 37 ° C per diversi intervalli di tempo e poi pellet da ultracentrifugazione. Il grado di uncoating è analizzato da quantificare la frazione di CA nel surnatante. Questo approccio è stato impiegato per analizzare gli effetti delle mutazioni virale HIV-1 la stabilità del capside 4, 5, 6. Dovrebbe anche essere utile per studiare il ruolo dei fattori cellulari di HIV-1 uncoating.

Protocol

1. La produzione di HIV-1 particelle Prima di procedere, è necessario ottenere l'autorizzazione e seguire le indicazioni dall'ufficio biosicurezza del tuo istituto di lavorare in un impianto di biosicurezza approvato per infettivo. È necessario assicurarsi che cura e precauzioni di sicurezza sono seguite durante la lavorazione nel laboratorio di biosicurezza. La produzione di HIV-1 particelle è di solito eseguita da trasfezione transiente di cellule 293T…

Discussion

Il metodo qui descritto per purificare l'HIV-1 core per studiare uncoating in vitro è utile per lo studio di questa fase del ciclo di HIV-1 vita, soprattutto a causa di indisponibilità di un metodo convalidato di analisi uncoating HIV-1 nelle cellule bersaglio. Anche se questo metodo utilizza ultracentrifugazione equilibrio per purificare core, altri ricercatori hanno utilizzato pellettizzazione diretta dopo breve lisi con 1% Triton X-100-12, 13 o cubettatura attraverso un cuscino di saccarosio sovrappo…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

HIV-1 uncoating studi in laboratorio Aiken sono stati sostenuti da sovvenzioni NIH AI40364, AI50423 e AI076121. Diversi materiali chiave, tra cui i reagenti utilizzati nel p24 ELISA, sono state fornite dal NIH AIDS programma di ricerca e di riferimento, Divisione di AIDS, NIAID, NIH.

Materials

Name of the reagent Company Catalog number Comments (optional)
DMEM Cellgro 10-013-CV  
PBS Cellgro 21-031-CV  
Triton-X-100 Mallinckrodt Baker Inc 9002-93-1  
Tween 20 Acros 9005-64-5  
0.25% Trypsin-EDTA Cellgro 25-053-CI  
2XBBS     Composition: 50mM BES [pH 6.95], 280 mM NaCl and 1.5 mM Na2HPO4. Adjust pH to 6.95 at room temperature. Filter sterilize & store in aliquots at -20°C.
Coating antibody: Monoclonal antibody to p24 (183-H12-5C) NIH AIDS Research and Reference Reagent Program 3537  
Primary antibody: HIV-Ig (hyperimmune human patient serum)

NIH AIDS Research

and Reference Reagent Program
3957  

Secondary antibody:

Goat anti-human IgG, peroxidase conjugated
Pierce 31130  
HRP substrate KPL Inc 50-76-11  
Immulon 2HB 96 well plates Thermo Scientific 3455  
SW32Ti and SW32.1 Ti rotors and compatible ultracentrifuge Beckman Coulter    
TLA-55 rotor and tabletop ultracentrifuge Beckman Coulter    
High speed microfuge tubes Beckman Coulter 326823, 358123, 357448  
Auto-Densi Flow density gradient fractionator Labconco Corp. 4517000  
Gradient Former CBS Scientific Co. Inc. GM-20  

References

  1. Ganser, B. K., Li, S., Klishko, V. Y., Finch, J. T., Sundquist, W. I. Assembly and analysis of conical models for the HIV-1 core. Science. 283, 80-83 (1999).
  2. Li, S., Hill, C. P., Sundquist, W. I., Finch, J. T. Image reconstructions of helical assemblies of the HIV-1 CA protein. Nature. 407, 409-413 (2000).
  3. Aiken, C. Viral and cellular factors that regulate HIV-1 uncoating. Curr. Opin. HIV. AIDS. 1, 194-199 (2006).
  4. Forshey, B. M., Schwedler, U. v. o. n., Sundquist, W. I., Aiken, C. Formation of a human immunodeficiency virus type 1 core of optimal stability is crucial for viral replication. J. Virol. 76, 5667-5677 (2002).
  5. Forshey, B. M., Aiken, C. Disassembly of human immunodeficiency virus type 1 cores in vitro reveals association of Nef with the subviral ribonucleoprotein complex. J. Virol. 77, 4409-4414 (2003).
  6. Wacharapornin, P., Lauhakirti, D., Auewarakul, P. The effect of capsid mutations on HIV-1 uncoating. Virology. 358, 48-54 (2007).
  7. Chen, C., Okayama, H. High-efficiency transformation of mammalian cells by plasmid DNA. Mol Cell Biol. 7, 2745-2752 (1987).
  8. Aiken, C., Prasad, V. R., Ganjam, K. V. . Methods in Molecular Biology. 485, 41-53 (2009).
  9. Kotov, A., Zhou, J., Flicker, P., Aiken, C. Association of Nef with the human immunodeficiency virus type 1 core. J. Virol. 73, 8824-8830 (1999).
  10. Kewalramani, V. N., Emerman, M. Vpx association with mature core structures of HIV-2. Virology. 218, 159-168 (1996).
  11. Wehrly, K., Chesebro, B. p24 antigen capture assay for quantification of human immunodeficiency virus using readily available inexpensive reagents. Methods. 12, 288-293 (1997).
  12. Welker, R., Hohenberg, H., Tessmer, U., Huckhagel, C., Kräusslich, H. G. Biochemical and structural analysis of isolated mature cores of human immunodeficiency virus type 1. J. Virol. 74, 1168-1177 (2000).
  13. Briggs, J. A., Wilk, T., Welker, R., Kräusslich, H. G., Fuller, S. D. Structural organization of authentic, mature HIV-1 virions and cores. EMBO J. 22, 1707-1715 (2003).
  14. Auewarakul, P., Wacharapornin, P., Srichatrapimuk, S., Chutipongtanate, S., Puthavathana, P. Uncoating of HIV-1 requires cellular activation. Virology. 337, 93-101 (2005).
  15. Accola, M. A., Ohagen, A., Göttlinger, H. G. Isolation of human immunodeficiency virus type 1 cores: retention of Vpr in the absence of p6(gag. J. Virol. 74, 6198-6202 (2000).
check_url/kr/3384?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Shah, V. B., Aiken, C. In vitro Uncoating of HIV-1 Cores. J. Vis. Exp. (57), e3384, doi:10.3791/3384 (2011).

View Video