Adenovirüs ile enfekte Normal İnsan Hücreleri Viral Çoğaltma Bölme zenginleştirilmiş Alt nükleer Kesirler izolasyonu
Summary
We provide a novel strategy to isolate viral replication compartments (RC) from adenovirus (Ad)-infected human cells. This approach represents a cell-free system that can help to elucidate the molecular mechanisms regulating viral genome replication and expression as well as regulation of viral-host interactions established at the RC.
Abstract
During infection of human cells by adenovirus (Ad), the host cell nucleus is dramatically reorganized, leading to formation of nuclear microenvironments through the recruitment of viral and cellular proteins to sites occupied by the viral genome. These sites, called replication compartments (RC), can be considered viral-induced nuclear domains where the viral genome is localized and viral and cellular proteins that participate in replication, transcription and post-transcriptional processing are recruited. Moreover, cellular proteins involved in the antiviral response, such as tumor suppressor proteins, DNA damage response (DDR) components and innate immune response factors are also co-opted to RC. Although RC seem to play a crucial role to promote an efficient and productive replication cycle, a detailed analysis of their composition and associated activities has not been made. To facilitate the study of adenoviral RC and potentially those from other DNA viruses that replicate in the cell nucleus, we adapted a simple procedure based on velocity gradients to isolate Ad RC and established a cell-free system amenable to conduct morphological, functional and compositional studies of these virus-induced subnuclear structures, as well as to study their impact on host-cell interactions.
Introduction
Adenovirüsler, enfekte hücre çekirdeğinde replike olan bir çift sarmallı DNA genomunu içerir. Viral DNA çekirdeği girdiğinde, PML nükleer organları 1 bitişik lokalize. Viral erken gen ifadesinin ardından, nükleer mimarisi dramatik olarak adlandırılan viral mikroçevrelerde oluşumunu uyaran, yeniden düzenlenir viral çoğaltma Bölmeler (RC) 2. Adenovirüs (Ad) RC viral genomun replikasyonu ve viral geç genlerinin sentezlenmesi gerçekleşecek siteleri olduğundan, bu süreçlere katılmak için gerekli tüm viral ve hücresel faktörlerin alımı için bir ortam sağlar. İlginç bir şekilde, örneğin DNA hasar cevap olarak hücresel antiviral yanıt sorumlu olan hücresel proteinlerin, çeşitli doğal immün cevabı ve tümör bastırma yandaşlaştırılmıştır bu viral sitelerinin 2 için vardır. Eş zamanlı olarak düzenlenmesi sırasında etkin viral replikasyon teşvik Dolayısıyla, Reklam RC kabul edilebilir düzenleyici hubBu yapıların virüs konak hücre etkileşimleri anlamak için anahtar olduğunu belirten hücresel antiviral yanıt. Bununla birlikte, RC oluşumunun moleküler mekanizmalar, bunların kompozisyonu ve ilgili faaliyetler tam olarak anlaşılamamıştır.
Çekirdeğin içinde replike diğer DNA virüslerinden adenoviral RC, hem de RC sitoplazmik RC 3 aksine, membranlara ilişkili değildir. Ayrıca, bu virüs kaynaklı yapıların protein ve nükleik asitlerin bütünüyle oluşan olması muhtemeldir. RNA virüsleri ile enfekte edilmiş hücrelerde oluşan RC, ayrıntılı morfolojik ve fonksiyonel ve biyokimyasal karakterizasyonu 4 kolaylaştırmıştır sitoplazmik lokalizasyonu ve membrana bağlı durum, yararlanarak, izole edilmiştir (genellikle viral fabrikaları olarak da adlandırılır).
Bildiğimiz kadarıyla, nükleer viral RC belki de intranükleer m nükleer mimarisi ve yokluğu karmaşıklığı, izole edilmemişOnların izolasyon kolaylaştıracak embranes. Onların çalışma yerine mikroskobik, FISH ve transmisyon elektron mikroskobu güvendi. Ancak, subnuclear yapıların izole doğasında komplikasyonları rağmen, bu tür nukleoli ve Cajal Organları gibi diğer nükleer etki 5,6 öncesinde izole edilmiştir. Çekirdekçikler ve RC her iki protein ve nükleik asitten oluşan ve 0.5 arasında bir çapa sahip olması nedeniyle – 5 um, RC de izolasyon için uygun olmalıdır varsayıldı. Bu nedenle, daha kesin olarak RC ilişkili moleküler bileşim ve fonksiyonlarını karakterize etmek amacıyla biz RC ile zenginleştirilmiş çekirdek içi kısımlar izole etmek için yeni bir yöntem kurulmuştur. Bu amaçla, nükleollü 7 ya da diğer nükleer etki 6 izole etmek için kullanılan prosedürlerin benzer hız gradyanları ve sükroz yastıkları kullanılarak çekirdek altı fraksiyonlar hazırlandı ve moleküler bileşimin çalışma ve ilişkili aktiviteleri sağlayan bir hücre içermeyen bir sistem kurulmuşturRC. Bu teknik, bu nedenle virüs konak hücre etkileşimleri anlayışı ilerletmek ve aynı zamanda çekirdeğinde çoğaltmak diğer virüslerden RC ayrıntılı analizini kolaylaştırmak ve adenovirüs- oluşan benzer boyutlardaki çoğaltma bölmelerinin oluşumuna neden gereken güçlü bir araç temsil etmelidir örneğin, herpes, papilloma ya polyomavirusları olarak enfekte olmuş hücreleri.
Protocol
Representative Results
Discussion
In order to elucidate the molecular mechanisms that govern regulation of cellular activities by viral infection understanding the composition and activities associated with RC would be instrumental. Therefore, to make a detailed analysis of RC, we established a cell-free system that takes advantage of the size and biochemical composition of these virus-induced structures, to isolate subnuclear fractions enriched with RC using a simple procedure that relies on velocity gradients with sucrose cushions. Critical steps of th…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by grants from CONACyT-SEP (SEP-2008-84582; CB-2011-01-168497) and Promep-SEP for R.A.G.; P.H. received a scholarship from CONACyT (447442).
Materials
| DMEM | Gibco | 12100-046 | Warm in 37 ºC water bath before use |
| Fetal Bovine Serum | Gibco | 12484-028 | |
| Sucrose, Ultra Pure | Research Organics | 0928S | Prepare a 2.55 M stock solution and store at 4 ºC |
| Dounce homogenizer | Kontess Glass Company | 884900-0000 | |
| Branson 1800 Ultrasonic Bath | Branson | Z769533 SIGMA | Turn on 15 min before use. |
| Peroxidase AffiniPure F(ab')₂ Fragment Goat Anti-Mouse IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | 115-036-003 | Use at a 1:10,000 dilution in PBS/0.03% non-fat milk |
| Goat anti-Mouse IgG1 Secondary Antibody, Alexa Fluor 488 conjugate | Life Technologies | A-21121 | Use at a 1:2,000 dilution in PBS |
| Silane-Prep Slides | Sigma | S4651-72EA | Open in a laminar flow cabinet |
| SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate | Pierce ThermoScientific | 34080 |
References
- Doucas, V., et al. Adenovirus replication is coupled with the dynamic properties of the PML nuclear structure. Genes & Dev. 10, 196-207 (1996).
- Schmid, M., Speiseder, T., Dobner, T., Gonzalez, R. A. DNA virus replication compartments. J. Virol. 88, 1404-1420 (2014).
- Boon, J. A., Diaz, A., Ahlquist, P. Cytoplasmic viral replication complexes. Cell host microbe. 8, 77-85 (2010).
- Paul, D., Hoppe, S., Saher, G., Krijnse-Locker, J., Bartenschlager, R. Morphological and biochemical characterization of the membranous hepatitis C virus replication compartment. J. Virol. 87, 10612-10627 (2013).
- Busch, H., et al. Isolation of Nucleoli. Exp Cell Res. 24, 150-163 (1963).
- Lam, Y. W., Lyon, C. E., Lamond, A. I. Large-scale isolation of Cajal bodies from HeLa cells. Mol. Biol. Cell. 13, 2461-2473 (2002).
- Lam, Y. W., Trinkle-Mulcahy, L., Lamond, A. I. The nucleolus. J Cell Sci. 118, 1335-1337 (2005).
- Groitl, P., Dobner, T. Construction of adenovirus type 5 early region 1 and 4 virus mutants. Methods Mol Med. 130, 29-39 (2007).
- Reich, N. C., Sarnow, P., Duprey, E., Levine, A. J. Monoclonal antibodies which recognize native and denatured forms of the adenovirus DNA-binding protein. Virology. 128, 480-484 (1983).
- Leppard, K. N. Selective effects on adenovirus late gene expression of deleting the E1b 55K protein. J Gen Virol. 74 (Pt 4), 575-582 (1993).
- Gonzalez, R., Huang, W., Finnen, R., Bragg, C., Flint, S. J. Adenovirus E1B 55-kilodalton protein is required for both regulation of mRNA export and efficient entry into the late phase of infection in normal human fibroblasts. J. Virol. 80, 964-974 (2006).
- Castillo-Villanueva, E., et al. The Mre11 Cellular Protein Is Modified by Conjugation of Both SUMO-1 and SUMO-2/3 during Adenovirus Infection. ISRN Virology. 2014, 14 (2014).
- Morris, S. J., Scott, G. E., Leppard, K. N. Adenovirus late-phase infection is controlled by a novel L4 promoter. J. Virol. 84, 7096-7104 (2010).
- Wright, J., Leppard, K. N. The human adenovirus 5 L4 promoter is activated by cellular stress response protein p53. J. Virol. 87, 11617-11625 (2013).
