RU2287582C2 - GLYCOPROTEIN GENE (G-GENE) OF RUSSIAN REFERENCE STRAIN ZL-4 OF CARP SPRING VIREMIA VIRUS AND RECOMBINANT PLASMID DNAS pcDNA-G AND pBACarpVax-G EXPRESSING GLYCOPROTEIN GENE AND PROVIDING DEVELOPMENT OF PROTECTIVE IMMUNITY IN FISH AGAINST INFECTION WITH CARP SPRING VIREMIA VIRUS - Google Patents
GLYCOPROTEIN GENE (G-GENE) OF RUSSIAN REFERENCE STRAIN ZL-4 OF CARP SPRING VIREMIA VIRUS AND RECOMBINANT PLASMID DNAS pcDNA-G AND pBACarpVax-G EXPRESSING GLYCOPROTEIN GENE AND PROVIDING DEVELOPMENT OF PROTECTIVE IMMUNITY IN FISH AGAINST INFECTION WITH CARP SPRING VIREMIA VIRUS Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287582C2 RU2287582C2 RU2004108191/13A RU2004108191A RU2287582C2 RU 2287582 C2 RU2287582 C2 RU 2287582C2 RU 2004108191/13 A RU2004108191/13 A RU 2004108191/13A RU 2004108191 A RU2004108191 A RU 2004108191A RU 2287582 C2 RU2287582 C2 RU 2287582C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gene
- carp
- virus
- spring viremia
- dna
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, конкретно, к генетической инженерии, и представляет собой плазмиды pcDNA-G и pBACarpVAX-G, содержащие рекомбинантный полноразмерный ген гликопротеина (G-ген) российского референсного штамма ЗЛ-4 вируса весенней виремии карпа (ВВК, SVC) под контролем CMV-промотора или промотора β-актина карпа, соответственно. Предложенные рекомбинантные конструкции являются кандидатами на ДНК-вакцины против весенней виремии карпа (ВВК).The invention relates to biotechnology, specifically to genetic engineering, and is a plasmid pcDNA-G and pBACarpVAX-G containing a recombinant full-sized glycoprotein gene (G-gene) of the Russian reference strain ZL-4 of the spring virus viremia of the carp (VVK, SVC) under control CMV promoter or β-actin carp promoter, respectively. The proposed recombinant constructs are candidates for DNA vaccines against spring carp viremia (IHC).
ВВК является остро протекающим контагиозным заболеванием рыб, наносящим значительный урон рыбоводству Европы и стран бывшего СССР. В последнее время ВВК была обнаружена также в США и Китае. Возбудитель заболевания, известный как вирус весенней виремии карпа (SVCV) или Rhabdovirus carpio, является рабдовирусом, предварительно отнесенным к роду Vesiculovirus [1]. Наиболее восприимчив к заболеванию карп (Cyprinus carp L.) - основной объект российской аквакультуры. При вспышке заболевания обычно погибает около 30-40% поголовья рыб, в тяжелых случаях гибель может достигать 70%. Помимо карпа в естественных условиях вирус может инфицировать белого и пестрого толстолобиков, белого амура, золотого карася, обыкновенного сома и щуку, а в искусственных условиях - и декоративные виды рыб семейства карповых [2].VVC is an acute contagious fish disease, causing significant damage to fish farming in Europe and the countries of the former USSR. Recently, IHC has also been discovered in the United States and China. The causative agent of the disease, known as the spring carp viremia virus (SVCV) or Rhabdovirus carpio, is a rhabdovirus previously assigned to the genus Vesiculovirus [1]. The most susceptible to the disease is carp (Cyprinus carp L.) - the main object of Russian aquaculture. With an outbreak of the disease, about 30-40% of the fish stock usually dies; in severe cases, death can reach 70%. In addition to carp, in vivo the virus can infect white and spotted silver carp, grass carp, goldfish, common catfish and pike, and in artificial conditions, ornamental species of cyprinids [2].
В настоящее время не существует эффективных средств профилактики и терапии ВВК. Предпринимались попытки создания инактивированной и аттенуированной вакцины против заболевания [3-5]. Однако такие вакцины имеют известные недостатки, ограничивающие их широкое применение в рыбоводной практике.Currently, there are no effective means of prevention and treatment of IHC. Attempts have been made to create an inactivated and attenuated vaccine against the disease [3-5]. However, such vaccines have known disadvantages that limit their widespread use in fish farming practice.
В последнее десятилетие одним из приоритетных направлений в современной экспериментальной ветеринарии стала разработка так называемых ДНК-вакцин. Эти вакцины обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными вакцинами, что делает их привлекательными для аквакультуры. Они дешевы, термостабильны и просты в обращении, а однократная вакцинация способна индуцировать "развернутый" иммунный ответ с долговременной памятью [6]. Рекомбинантные технологии в настоящее время занимают доминирующее положение в работах по конструированию "идеальных" вакцин.In the last decade, the development of so-called DNA vaccines has become one of the priority areas in modern experimental veterinary medicine. These vaccines have several advantages over traditional vaccines, which makes them attractive to aquaculture. They are cheap, thermostable and easy to use, and a single vaccination can induce a “detailed” immune response with long-term memory [6]. Recombinant technologies currently occupy a dominant position in the construction of "ideal" vaccines.
Иммунный ответ против рабдовирусов направлен преимущественно на поверхностный трансмембранный гликопротеин (G-белок) вириона. Нейтрализующие антитела и цитотоксические лимфоциты демонстрируют эксклюзивную специфичность к данному белку [7]. Поэтому рекомбинантная нуклеотидная последовательность, кодирующая вирусный гликопротеин, является наиболее подходящим кандидатом на роль иммуногенной основы для ДНК-вакцины против возбудителей семейства Rhabdoviridae.The immune response against rhabdoviruses is directed primarily to the surface transmembrane glycoprotein (G-protein) of the virion. Neutralizing antibodies and cytotoxic lymphocytes demonstrate exclusive specificity for this protein [7]. Therefore, the recombinant nucleotide sequence encoding a viral glycoprotein is the most suitable candidate for the role of an immunogenic basis for a DNA vaccine against pathogens of the Rhabdoviridae family.
Зарубежными исследователями получены обнадеживающие результаты в работах по созданию и изучению иммуногенных и протективных свойств ДНК-вакцинных препаратов против рабдовирусных болезней рыб. Основные исследования были проведены с ДНК-вакцинами против двух болезней лососевых рыб - инфекционного некроза гемопоэтической ткани и вирусной геморрагической септицемии. Показано, что из экспериментальных ДНК-вакцин для рыб наиболее эффективны конструкции, где экспрессия рекомбинантного вирусного белка проходит под контролем цитомегаловирусного (CMV) промотора. Однократная внутримышечная инъекция ДНК-вакцин на основе G-белка вирусов демонстрирует высокую эффективность индукции защитного иммунного ответа против соответствующего заболевания [6, 8, 9]. Препараты вакцин были эффективны при применении в различных концентрациях, на рыбах разных видов и возрастных групп. Было установлено их защитное действие против заражения гетерологичными рабдовирусами рыб [10, 11, прототип].Foreign researchers obtained encouraging results in the work on the creation and study of the immunogenic and protective properties of DNA vaccines against rhabdovirus diseases of fish. The main studies were conducted with DNA vaccines against two diseases of salmonids - infectious necrosis of hematopoietic tissue and viral hemorrhagic septicemia. It has been shown that of experimental DNA vaccines for fish, the most effective constructs are those where expression of the recombinant viral protein is controlled by the cytomegalovirus (CMV) promoter. A single intramuscular injection of DNA vaccines based on the G protein of viruses demonstrates the high efficiency of the induction of a protective immune response against the corresponding disease [6, 8, 9]. Vaccine preparations were effective when used in various concentrations on fish of different species and age groups. Their protective effect against infection by heterologous fish rhabdoviruses was established [10, 11, prototype].
В типичном эксперименте 2 группы радужной форели по 25-30 экз. рыб в каждой, со средней массой тела 1 г вакцинируют однократно внутримышечной инъекцией 0,01-1 мкг плазмидной ДНК, и затем через 30 дней заражают летальной дозой вируса через воду или путем внутрибрюшинной инъекции. В течение последующих 3-4 недель смертность рыб в этих группах составляет 1-10%, тогда как в контрольных группах, получающих пустой плазмидный вектор или буфер, погибает свыше 90%. Исследования кинетики показали долговременность защитного иммунитета (даже через 2 года после вакцинации 0,1 мкг ДНК), который выявляется уже на 4-7 сутки после вакцинации [10,12].In a typical experiment, 2 groups of rainbow trout of 25-30 ind. fish in each, with an average body weight of 1 g, are vaccinated once with intramuscular injection of 0.01-1 μg of plasmid DNA, and then after 30 days they are infected with a lethal dose of the virus through water or by intraperitoneal injection. Over the next 3-4 weeks, fish mortality in these groups is 1-10%, while in the control groups receiving an empty plasmid vector or buffer, more than 90% die. Kinetics studies have shown the duration of protective immunity (even 2 years after vaccination with 0.1 μg of DNA), which is detected already 4-7 days after vaccination [10,12].
Существует рекомбинантная плазмида pcDNA3-G, содержащая G-ген американского изолята вируса SVC, созданная в лаборатории Jo-Ann Leong, кафедра микробиологии Орегонского университета США. Данная конструкция была использована исследователями для изучения неспецифической резистентности лососевых рыб к вирусам инфекционного некроза гемопоэтической ткани и вирусной геморрагической септицемии [10]. Однако наличие в конструкции ДНК-вакцины цитомегаловирусного промотора может привести к трудностям при прохождении ее через разрешительные инстанции. В связи с этим в настоящее время в ряде лабораторий за рубежом изучается способность различных промоторов инициациировать экспрессию чужеродных генов в тканях рыб.There is a recombinant plasmid pcDNA3-G containing the G gene of the American SVC virus isolate, created in the laboratory of Jo-Ann Leong, Department of Microbiology, University of Oregon, USA. This design was used by researchers to study the non-specific resistance of salmon fish to viruses of infectious necrosis of hematopoietic tissue and viral hemorrhagic septicemia [10]. However, the presence of a cytomegalovirus promoter in a DNA vaccine design can lead to difficulties in passing it through licensing authorities. In this regard, the ability of various promoters to initiate the expression of foreign genes in fish tissues is currently being studied in a number of laboratories abroad.
Существует рекомбинантная плазмида, несущая β-актиновый промотор карпа, с помощью которой было показано, что данный промотор обеспечивает экспрессию гена люциферазы на уровне, сравнимом с таковым для CMV-промотора. ДНК-вакцина против вирусной геморрагической септицемии, содержащая ген этого вируса под контролем β-актинового промотора карпа, обеспечивала развитие защитного иммунитета у вакцинированных радужных форелей, хотя для достижения необходимой защиты требовалось использование более высоких концентраций вакцины [13, прототип]. Предполагается, что использование этого промотора в конструкции ДНК-вакцины позволит упростить процедуру ее лицензирования.There is a recombinant plasmid carrying the β-actin carp promoter, with which it was shown that this promoter provides expression of the luciferase gene at a level comparable to that for the CMV promoter. A DNA vaccine against viral hemorrhagic septicemia containing the gene of this virus under the control of the β-actin promoter of the carp ensured the development of protective immunity in vaccinated rainbow trouts, although higher concentrations of the vaccine were required to achieve the necessary protection [13, prototype]. It is assumed that the use of this promoter in the design of a DNA vaccine will simplify the procedure for licensing it.
Для получения максимального защитного эффекта от вакцинации необходимо использование оптимальной дозы препарата, совпадение времени заражения с пиком развивающегося иммунного ответа рыб, а также максимальная гомология антигенных свойств между вирусным изолятом, используемым для создания вакцины, и изолятом, наиболее распространенным в данном регионе.To obtain the maximum protective effect from vaccination, it is necessary to use the optimal dose of the drug, the coincidence of the time of infection with the peak of the developing immune response of fish, and the maximum homology of antigenic properties between the viral isolate used to create the vaccine and the isolate most common in the region.
В связи с вышеизложенным технической задачей изобретения является создание генно-инженерных конструкций, кодирующих гликопротеин вируса ВВК российского референсного штамма ЗЛ-4 и обеспечивающих защиту карпа от последующего заражения вирулентным штаммом этого патогена, т.е. являющихся кандидатами на ДНК-вакцины против ВВК в российской аквакультуре.In connection with the foregoing technical objective of the invention is the creation of genetic engineering constructs encoding the glycoprotein of the VVK virus of the Russian reference strain ZL-4 and protecting the carp from subsequent infection with a virulent strain of this pathogen, i.e. Candidates for DNA vaccines against IHC in Russian aquaculture.
Поставленная задача решается путем установления нуклеотидной последовательности гена гликопротеина российского изолята ЗЛ-4 вируса ВВК. Для этого на первом этапе проводят клонирование двух фрагментов указанного гена, амплифицированных в полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием кДНК данного гена, полученной путем обратной транскрипции на матрице геномной вирусной РНК. Встраивание проводят по стандартной методике в плазмидный вектор pUC18 (Фиг.1) [15]. Идентификацию рекомбинатных клонов осуществляют рестрикционным анализом и электрофорезом в агарозном геле. Секвенирование полученной последовательности ДНК клонированных фрагментов подтвердило, что они действительно кодируют гликопротеин вируса ВВК (Фиг.2). Опубликована последовательность G-гена только европейского референсного штамма Fijan данного вируса [14]. При сравнении с ним в последовательности G-гена российского штамма было обнаружено 9 замен нуклеотидов, три из которых значимые, приводящие к заменам аминокислот в молекуле кодируемого белка (Фиг.3). На втором этапе было проведено клонирование всей последовательности гена, через pBluKS(-) (для получения правильной ориентации последовательности гена) в плазмидные вектора pcDNA3.1. и pBACarpVAX, которые обеспечивают экспрессию гена и наработку гликопротеина в эукариотических клетках (Фиг.1).The problem is solved by establishing the nucleotide sequence of the glycoprotein gene of the Russian isolate ZL-4 virus VVK. To do this, at the first stage, two fragments of the specified gene are cloned, amplified in the polymerase chain reaction (PCR) using the cDNA of this gene obtained by reverse transcription on a genomic viral RNA matrix. Embedding is carried out according to standard methods in the plasmid vector pUC18 (Figure 1) [15]. Recombinant clones are identified by restriction analysis and agarose gel electrophoresis. Sequencing of the obtained DNA sequence of the cloned fragments confirmed that they really encode VVC glycoprotein (Figure 2). The G gene sequence of only the European reference strain Fijan of this virus has been published [14]. When comparing with it in the sequence of the G gene of the Russian strain, 9 nucleotide substitutions were found, three of which are significant, leading to amino acid substitutions in the molecule of the encoded protein (Figure 3). At the second stage, the entire gene sequence was cloned via pBluKS (-) (to obtain the correct orientation of the gene sequence) into pcDNA3.1 plasmid vectors. and pBACarpVAX, which provide gene expression and the production of glycoprotein in eukaryotic cells (Figure 1).
Поставленная задача решается путем конструирования двух рекомбинантных плазмидных ДНК: pcDNA-G (6955 п.н.) и pBACarpVAX-G (5431 п.н.), несущих полноразмерный ген гликопротеина штамма ЗЛ-4 вируса ВВК и обеспечивающих его экспрессию в клетках рыб под контролем промотора CMV и промотора β-актина карпа, соответственно.The problem is solved by constructing two recombinant plasmid DNAs: pcDNA-G (6955 bp) and pBACarpVAX-G (5431 bp), which carry the full-sized gene of the glycoprotein strain ZL-4 of the VVK virus and ensure its expression in fish cells under control of the CMV promoter and the β-actin carp promoter, respectively.
Рекомбинантная плазмидная ДНК pcDNA-G с молекулярной массой 46,1×106 Да обеспечивает экспрессию гликопротеина вируса ВВК в клетках рыб при внутримышечном введении в качестве ДНК-вакцины. Конструкция размером 6955 п.н. состоит из следующих элементов:The recombinant plasmid DNA pcDNA-G with a molecular weight of 46.1 × 10 6 Yes provides the expression of VVC glycoprotein in fish cells when administered intramuscularly as a DNA vaccine. 6955 bp design consists of the following elements:
- EcoR I - Xho I векторного фрагмента ДНК плазмиды pcDNA 3.1.(+) размером 5405 п.н. [Invitrogen, США], содержащего CMV-промотор и последовательность BGH poly А, обеспечивающие экспрессию G-гена в клетках эукариот; Т7 промотор, обеспечивающий размножение целевой плазмиды в клетках бактерий E.coli;- EcoR I - Xho I of the vector DNA fragment of the plasmid pcDNA 3.1. (+) Size 5405 bp [Invitrogen, USA], containing the CMV promoter and the BGH poly A sequence for expression of the G gene in eukaryotic cells; T7 promoter, which ensures the propagation of the target plasmid in the cells of E.coli bacteria;
- EcoR I - Xho I фрагмента размером 1550 п.н., содержащего полноразмерный ген гликопротеина изолята ЗЛ-4 вируса ВВК;- EcoR I - Xho I fragment with a size of 1550 bp containing the full-sized gene of the glycoprotein isolate ZL-4 of the VVK virus;
- генетического маркера: гена устойчивости к ампициллину;- genetic marker: ampicillin resistance gene;
- уникальных сайтов рестрикции: EcoR I (722), Kpn I (691), Xho I (2278), Xba I (2284).- unique restriction sites: EcoR I (722), Kpn I (691), Xho I (2278), Xba I (2284).
Рекомбинантная плазмидная ДНК pBACarpVAX-G с молекулярной массой 36,1×106 Да обеспечивает экспрессию гена гликопротеина вируса ВВК в клетках рыб при внутримышечном введении в качестве ДНК-вакцины. Конструкция имеет размер 5431 п.н. и состоит из следующих элементов:The recombinant plasmid DNA pBACarpVAX-G with a molecular weight of 36.1 × 10 6 Yes provides expression of the VVC glycoprotein gene in fish cells when administered intramuscularly as a DNA vaccine. The design has a size of 5431 bp and consists of the following elements:
- EcoR I - XhoI векторного фрагмента ДНК плазмиды pBACarpVAX размером 3881 п.н. (производная от pVAX1 Invitrogen, США, предоставленная коллегами из Датского ветеринарного института), содержащего β-актиновый промотор карпа вместо CMV промотора в pVAX1 (замену промотора проводят по сайгам рестрикции Nru I - EcoR I) и последовательность BGH poly А, обеспечивающие экспрессию G-гена в клетках эукариот; Т7 промотор, pMB1 ori, обеспечивающие размножение целевой плазмиды в клетках бактерий E.coli;- EcoR I - XhoI of the vector DNA fragment of the plasmid pBACarpVAX 3881 bp (a derivative from pVAX1 Invitrogen, USA, provided by colleagues from the Danish Veterinary Institute) containing a β-actin carp promoter instead of the CMV promoter in pVAX1 (the promoter is replaced by restriction saigas Nru I - EcoR I) and a BGH poly A sequence that provides G- expression gene in eukaryotic cells; T7 promoter, pMB1 ori, ensuring the propagation of the target plasmid in E. coli bacteria cells;
- EcoRI - XhoI фрагмента размером 1550 п.н., содержащего полноразмерный ген гликопротеина вируса ВВК изолята ЗЛ-4;- EcoRI - XhoI fragment with a size of 1550 bp containing the full-sized gene for the glycoprotein of the virus VVK isolate ZL-4;
- генетического маркера: гена устойчивости к канамицину;- genetic marker: kanamycin resistance gene;
- уникальных сайтов рестрикции: EcoR I (1615), Xho I (3257).- Unique restriction sites: EcoR I (1615), Xho I (3257).
Вышеописанные генно-инженерные конструкции нарабатываются в препаративных количествах для вакцинации карпов внутримышечной инъекцией в дозе 1 мкг ДНК на грамм ихтиомассы. Защитный эффект вакцин оценивают по выживаемости рыб по сравнению с не вакцинированной контрольной группой рыб после заражения летальной дозой вируса ВВК спустя 10 недель после вакцинации.The above genetic engineering constructs are produced in preparative quantities for vaccination of carps by intramuscular injection at a dose of 1 μg of DNA per gram of ichthyomass. The protective effect of vaccines is assessed by the survival of the fish compared to the unvaccinated control group of fish after infection with a lethal dose of the virus of the
Проведенные эксперименты показали, что ДНК-вакцина на основе плазмидной конструкции pcDNA-G обеспечивает выживаемость 82% опытных животных, а конструкция pBACarpVAX-G - 74% (Фиг.4).The experiments showed that the DNA vaccine based on the plasmid construct pcDNA-G ensures the survival of 82% of the experimental animals, and the construction of pBACarpVAX-G - 74% (Figure 4).
ИЗ (RPS)=[1-(% смертности среди вакцинированных рыб/% смертности в контроле)]×100%FROM (RPS) = [1 - (% mortality among vaccinated fish /% mortality in control)] × 100%
RPS (relative percent survival) или ИЗ (индекс защиты) для pcDNA-G и pBACarpVAX-G составил 71,5 и 57,3% по отношению к группам рыб, инъецированным соответствующими контрольными плазмидами, или 58 и 40% по отношению к группе, которой был введен раствор буфераRPS (relative percent survival) or FM (protection index) for pcDNA-G and pBACarpVAX-G was 71.5 and 57.3% in relation to the fish groups injected with the corresponding control plasmids, or 58 and 40% in relation to the group, which was injected buffer solution
Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами.The invention is illustrated by the following graphic materials.
Фиг.1. Схема создания конструкций pBACarpVAX-G и pcDNA-G, несущих ген гликопротеина российского референсного штамма ЗЛ-4 вируса ВВК.Figure 1. Scheme of creating pBACarpVAX-G and pcDNA-G constructs carrying the glycoprotein gene of the Russian reference strain ZL-4 of the VVK virus.
Фиг.2. Нуклеотидная последовательность гена гликопротеина российского референсного штамма ЗЛ-4 вируса ВВК.Figure 2. The nucleotide sequence of the glycoprotein gene of the Russian reference strain ZL-4 of the virus VVK.
Фиг.3. Выровненные нуклеотидные последовательности генов гликопротеина референсных штаммов Fijan и ЗЛ-4 вируса ВВК.Figure 3. Aligned nucleotide sequences of the glycoprotein genes of the reference strains Fijan and GL-4 of the VVK virus.
Фиг.4. Выживаемость рыб, вакцинированных препаратами pBACarpVAX-G и pcDNA-G, экспрессирующими ген гликопротеина вируса ВВК.Figure 4. Survival of fish vaccinated with pBACarpVAX-G and pcDNA-G, expressing the VVC glycoprotein gene.
Для лучшего понимания сущности изобретения ниже следуют примеры его осуществления.For a better understanding of the invention, the following are examples of its implementation.
Пример 1. Определение нуклеотидной последовательности гена гликопротеина российского референсного штамма ЗЛ-4 вируса ВВКExample 1. Determination of the nucleotide sequence of the glycoprotein gene of the Russian reference strain ZL-4 virus VVK
Выделение РНК из суспензии вируса проводят по методу Chomczynski and Sacchi [16]. Два фрагмента гена гликопротеина получают амплификацией в полимеразной цепной реакции кДНК, синтезированной на матрице геномной вирусной РНК, с использованием двух пар олигонуклеотидных праймеров. Синтез первой цепи кДНК на матрице вирусной РНК проводят при 42°С в течение 2 часов в следующей реакционной смеси: 0.02М Трис-HCl, рН 8.0, 0.1М KCl, 2 мМ MgCl2, 1 mM DTT, 0.5 мМ dNTP, по 15 мкг праймеров G1 или G2 и 25 ед. активности обратной транскриптазы M-MuLV. Реакцию останавливают прогреванием смеси при 95°С в течение 5 мин.Isolation of RNA from a virus suspension is carried out according to the method of Chomczynski and Sacchi [16]. Two fragments of the glycoprotein gene are obtained by amplification in a polymerase chain reaction of cDNA synthesized on a genomic viral RNA template using two pairs of oligonucleotide primers. The synthesis of the first cDNA strand on a viral RNA template was carried out at 42 ° C for 2 hours in the following reaction mixture: 0.02 M Tris-HCl, pH 8.0, 0.1 M KCl, 2 mM MgCl 2 , 1 mM DTT, 0.5 mM dNTP, 15 each mcg primers G1 or G2 and 25 units. M-MuLV reverse transcriptase activity. The reaction is stopped by warming the mixture at 95 ° C for 5 minutes.
Для повышения эффективности клонирования гена гликопротеина SVCV была использована ПЦР-технология с применением синтетических праймеров. Поскольку размер G-гена вируса довольно большой (1530 п.н.), целесообразно вести амплификацию последовательности G-гена по частям. Для этого используют две пары праймеров, позволяющих вести амплификацию левой и правой частей гена по отдельности. Выбор праймеров для инициации реакции ОТ-ПЦР осуществляется на основе анализа нуклеотидной последовательности G-гена и межгенных районов штамма Fijan вируса ВВК:To increase the cloning efficiency of the SVCV glycoprotein gene, PCR technology using synthetic primers was used. Since the size of the G gene of the virus is quite large (1530 bp), it is advisable to amplify the sequence of the G gene in parts. To do this, use two pairs of primers that allow amplification of the left and right parts of the gene separately. The selection of primers to initiate the RT-PCR reaction is based on the analysis of the nucleotide sequence of the G gene and the intergenic regions of the Fijan strain of VVK virus:
Праймеры имеют сайты узнавания рестриктаз, что позволяет после амплификации вести клонирование фрагментов в векторную ДНК более эффективно по "липким" концам. ПЦР проводят в 0,5 ml пробирках (Bio Tip Germany). Состав реакционной смеси на 25 мкл:Primers have restriction enzyme recognition sites, which, after amplification, allows cloning of fragments into vector DNA more efficiently at the “sticky” ends. PCR is carried out in 0.5 ml tubes (Bio Tip Germany). The composition of the reaction mixture per 25 μl:
dNTP 10 mM (СибЭнзим, Россия) - 2 мкл
Буфер 10-кратный (СибЭнзим, Россия) - 2 мкл10-fold buffer (SibEnzyme, Russia) - 2 μl
Праймеры - 50 рМPrimers - 50 rM
DNA Polymerase (Taq pol) - 1 U (СибЭнзим, Россия)DNA Polymerase (Taq pol) - 1 U (SibEnzyme, Russia)
Реакцию проводят на амплификаторе БИС 109 по следующей программе:The reaction is carried out on a BIS 109 amplifier according to the following program:
ПЦР-фрагменты G 1-3 (868 п.н.) и G 2-4 (879 п.н.) обрабатывают рестриктазами BamH I-Hind III и лигируют в стандартных условиях с плазмидой pUC18, гидролизованной рестриктазами BamH I-Hind III. Лигазной смесью трансформируют компетентные клетки E.coli JM103 и из белых клонов, выросших на среде с ампициллином, Xgal и IPTG выделяют плазмидную ДНК и подвергают рестрикционному анализу ферментами BstE II-Pvu II, BamH I-Hind III, Hae III. Соответствие последовательности нуклеотидов встройки в отобранной рекомбинантной плазмиде проверяют секвенированием.PCR fragments G 1-3 (868 bp) and G 2-4 (879 bp) are digested with BamH I-Hind III restriction enzymes and ligated under standard conditions with plasmid pUC18 hydrolyzed with BamH I-Hind III restriction enzymes. Competent E. coli JM103 cells were transformed with a ligase mixture and plasmid DNA was isolated from white clones grown on ampicillin, Xgal and IPTG and subjected to restriction analysis with BstE II-Pvu II, BamH I-Hind III, Hae III enzymes. Correspondence of the nucleotide sequence of the insert in the selected recombinant plasmid is checked by sequencing.
Пример 2. Создание целевых конструкций pcDNA-G и pBACarpVAX-GExample 2. Creating the target pcDNA-G and pBACarpVAX-G constructs
Для сборки полноразмерного гена и правильной ориентации последовательности гена проводят клонирование обоих фрагментов по сайтам рестрикции EcoR I-Nru I (из pUC-G-1-З) и Nru I-Hind III (из pUC-G-2-4) в плазмиду pBluKS(-). Полученную полноразмерную последовательность гена клонируют по липким концам EcoR I - XhoI в эукариотические экспрессирующие вектора pcDNA3.1. и pBACarpVAX (Фиг.1). Компетентные клетки E.coli JM103 трансформируют лигазной смесью и из клонов, выросших на среде с ампициллином (в случае с pcDNA-G) или канамицином (в случае с pBACarpVAX-G), выделяют плазмидную ДНК и подвергают рестрикционному анализу ферментами BstE II - Pvu II, EcoR I - Hind III, Hae III. Соответствие последовательности нуклеотидов встройки в отобранной рекомбинантной плазмиде проверяют секвенированием.To assemble the full-sized gene and the correct orientation of the gene sequence, both fragments are cloned at the EcoR I-Nru I (from pUC-G-1-3) and Nru I-Hind III (from pUC-G-2-4) restriction sites into the pBluKS plasmid (-). The resulting full-length gene sequence is cloned at the sticky ends of EcoR I - XhoI into eukaryotic pcDNA3.1 expression vectors. and pBACarpVAX (Figure 1). Competent E. coli JM103 cells are transformed with a ligase mixture and from clones grown on medium with ampicillin (in the case of pcDNA-G) or kanamycin (in the case of pBACarpVAX-G), plasmid DNA is isolated and subjected to restriction analysis with BstE II - Pvu II enzymes EcoR I - Hind III, Hae III. Correspondence of the nucleotide sequence of the insert in the selected recombinant plasmid is checked by sequencing.
Пример 3. Исследование способности целевых генно-инженерных конструкций индуцировать протективный иммунный ответ вакцинированных карпов против заражения вирулентным штаммом вируса ВВКExample 3. The study of the ability of target genetically engineered structures to induce a protective immune response of vaccinated carps against infection with a virulent strain of the virus VVK
Приготовление препаратов ДНК для вакцинации карповPreparation of DNA preparations for vaccination of carp
Клетки E.coli JM103, содержащие pcDNA-G или pBACarpVAX-G, выращивают следующим образом: отдельную колонию засевают в 250 мл среды YT, содержащей ампициллин (100 мкг/мл) или канамицин (50 мкг/мл) и инкубируют 16 ч при 37°С. Плазмидную ДНК выделяют стандартным щелочным методом [15].E. coli JM103 cells containing pcDNA-G or pBACarpVAX-G are grown as follows: a single colony is seeded in 250 ml of YT medium containing ampicillin (100 μg / ml) or kanamycin (50 μg / ml) and incubated for 16 hours at 37 ° C. Plasmid DNA was isolated by the standard alkaline method [15].
Схема иммунизации и заражения карповCarp immunization and infection schedule
В экспериментах используют годовиков карпа (Cyprinus caprio) со средней массой тела 20-30 г (по 30 рыб в группе), содержащихся в 90-литровых аквариумах с проточной аэрируемой водой при температуре около 8°С. Рыб инъецируют внутримышечно вышеперечисленными препаратами в дозе 1 мкг ДНК на грамм ихтиомассы. Через сутки температуру воды постепенно повышают до 13-15°С.The experiments use yearlings of carp (Cyprinus caprio) with an average body weight of 20-30 g (30 fish per group) contained in 90-liter aquariums with running aerated water at a temperature of about 8 ° C. Fishes are injected intramuscularly with the above preparations at a dose of 1 μg of DNA per gram of ichthyomass. After a day, the water temperature is gradually increased to 13-15 ° C.
Спустя 10 недель рыбу заражают внутрибрюшинно вирулентным штаммом М2 вируса ВВК в дозе около 108 TCID50 на рыбу.After 10 weeks, the fish is infected intraperitoneally with a virulent strain M2 of the VVK virus at a dose of about 10 8 TCID 50 per fish.
Проведенные эксперименты показали, что ДНК-вакцина на основе плазмидной конструкции pcDNA-G обеспечивает выживаемость 82% опытных животных, а на основе конструкции pBACarpVAX-G - 74% (Фиг.4).The experiments showed that the DNA vaccine based on the plasmid construct pcDNA-G ensures the survival of 82% of the experimental animals, and based on the construction of pBACarpVAX-G - 74% (Figure 4).
Таким образом, созданные генно-инженерные конструкции при внутримышечном введении карпам обеспечивают развитие защитного иммунитета у рыб против заражения вирулентным штаммом вируса весенней виремии карпа. Предложенные рекомбинантные плазмидные ДНК могут быть использованы в качестве ДНК-вакцины против ВВК в отечественном рыбоводстве.Thus, the created genetic engineering constructs with the intramuscular administration of carps provide the development of protective immunity in fish against infection with a virulent strain of spring carp viremia virus. The proposed recombinant plasmid DNA can be used as a DNA vaccine against IHC in domestic fish farming.
Список литературыBibliography
1. Stone D.M., Ahne W., Denham K.L., Dixon P.F., Liu C.T.-Y., Sheppar D.M., Taylor G.R., Way K. Nucleotide sequence analysis of the glycoprotein gene of putative spring viraemia of carp vims and pike fry rhabdovirus isolates reveals four genogroups. // Dis. Aquat. Org. - 2003. - V.53. - P.203-210.1. Stone DM, Ahne W., Denham KL, Dixon PF, Liu CT-Y., Sheppar DM, Taylor GR, Way K. Nucleotide sequence analysis of the glycoprotein gene of putative spring viraemia of carp vims and pike fry rhabdovirus isolates reveals reveals four genogroups. // Dis. Aquat. Org. - 2003. - V.53. - P.203-210.
2. Fijan N., Petrinec Z., Sulimanovic D., Zwillenberg L.O. Isolation of the causative agent from the acute form of infectious dropsy of carp. // Vet. Arch. Zagreb. - 1971. - 41. - P.125-138.2. Fijan N., Petrinec Z., Sulimanovic D., Zwillenberg L.O. Isolation of the causative agent from the acute form of infectious dropsy of carp. // Vet. Arch. Zagreb. - 1971. - 41. - P.125-138.
3. Fijan N., Petrinec Z. at al. Vaccination of carp against spring viraemia: comparison of intraperitoneal and peroral application of live virus to fish kept in ponds. // Bulletin de l'Office International des Épizootics. - 1977. - 87. - P.441-442.3. Fijan N., Petrinec Z. at al. Vaccination of carp against spring viraemia: comparison of intraperitoneal and peroral application of live virus to fish kept in ponds. // Bulletin de l'Office International des Épizootics. - 1977. - 87. - P.441-442.
4. Tesarcik J., Macura В., Rehulka J., Hrdonka M., Konasova V. Summarized results of pilot vaccination of carp against spring viremia in the Czech Socialist Republic. // Prace VURH Vodiany. - 1984. - 13. - P.68-74.4. Tesarcik J., Macura B., Rehulka J., Hrdonka M., Konasova V. Summarized results of pilot vaccination of carp against spring viremia in the Czech Socialist Republic. // Prace VURH Vodiany. - 1984. - 13. - P.68-74.
5. Kolbl O. Entwiklung eines Impfstoffes gegen die Fruhjahrsviramie der Karpfen (Spring viraemia of carp, SVC). // Feldversuchserfahrungen. Tierarztl. Umschau. - 1990. - 45. - P.624-629.5. Kolbl O. Entwiklung eines Impfstoffes gegen die Fruhjahrsviramie der Karpfen (Spring viraemia of carp, SVC). // Feldversuchserfahrungen. Hierarchtl. Umschau. - 1990. - 45. - P.624-629.
6. Heppell J., Davis H.L. Application of DNA vaccine technology to aquaculture. // Adv. Drug Delivery Reviews. - 2000. - V.43. - September. - P.29-43.6. Heppell J., Davis H.L. Application of DNA vaccine technology to aquaculture. // Adv. Drug Delivery Reviews. - 2000. - V.43. - September. - P.29-43.
7. Coil J.M. The glycoprotein of rhabdoviruses. // Arch. Virol. - 1995. - 140. - P.827-851.7. Coil J.M. The glycoprotein of rhabdoviruses. // Arch. Virol. - 1995. - 140. - P.827-851.
8. Anderson E.D., D.V. Mourich, S.C. Fahrenkrug, S. LaPatra, J. Shepherd, J.C. Leong. Genetic immunization of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) against infectious hematopoetic necrosis virus. // Molecular Marine Biology and Biotechnology. - 1995. - 5(2). - P.114-22.8. Anderson E.D., D.V. Mourich, S.C. Fahrenkrug, S. LaPatra, J. Shepherd, J.C. Leong. Genetic immunization of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) against infectious hematopoetic necrosis virus. // Molecular Marine Biology and Biotechnology. - 1995 .-- 5 (2). - P.114-22.
9. Lorenzen N., Lorenzen E., Einer-Jensen K. et al. Protective immunity to VHS in rainbow trout following DNA vaccination. // Fish & Shellfish immunology. - 1998. - 8. - P.261-270.9. Lorenzen N., Lorenzen E., Einer-Jensen K. et al. Protective immunity to VHS in rainbow trout following DNA vaccination. // Fish & Shellfish immunology. - 1998. - 8. - P.261-270.
10. Kim С.H., Johnson М.С., Drennan J.D., Simon В.E., Thomann E., Leong J. A. DNA vaccines encoding viral glycoproteins induce nonspecific immunity and Mx protein synthesis in fish. // Journal of Virology. - 2000. - Vol.74. - №.15. - P.7048-7054.10. Kim C. H., Johnson M. S., Drennan J. D., Simon B. E., Thomann E., Leong J. A. DNA vaccines encoding viral glycoproteins induce nonspecific immunity and Mx protein synthesis in fish. // Journal of Virology. - 2000. - Vol. 74. - No. 15. - P.7048-7054.
11. Lorenzen N., Lorenzen E., Einer-Jensen K. LaPatra S.E. Immunity induced shortly after DNA vaccination of rainbow trout against rhabdoviruses protects against heterologous virus but not against bacterial pathogens. // Dev. Biol. Stand. - 2002. - 26. - P.173-179.11. Lorenzen N., Lorenzen E., Einer-Jensen K. LaPatra S.E. Immunity induced shortly after DNA vaccination of rainbow trout against rhabdoviruses protects against heterologous virus but not against bacterial pathogens. // Dev. Biol. Stand. - 2002. - 26. - P.173-179.
12. LaPatra S.E., S.Corbeil, G.R.Jones, W.D.Shewmaker, N.Lorenzen, E.D.Anderson, G.Kurath. Protection of rainbow trout against infectious hemorrhagic septicemia virus four days after specific or semi-specific DNA vaccination. // Vaccine. - 2001. - 19. - P.4011-4019.12. LaPatra S.E., S. Corbeil, G.R. Jones, W. D. Sirmaker, N. Lorenzen, E. D. Anderson, G. Kurath. Protection of rainbow trout against infectious hemorrhagic septicemia virus four days after specific or semi-specific DNA vaccination. // Vaccine. - 2001. - 19. - P.4011-4019.
13. Rasmussen J.S., Einer-Jensen K.., Lorenzen E., Lorenzen N. Improvement of safety aspects of for a DNA vaccine against viral haemorrhagic septicemia virus in rainbow trout. // 3-rd International Symposium on Fish Vaccinology. Bergen, Norway. - 2003. - Abstract book. - P.95.13. Rasmussen J.S., Einer-Jensen K., Lorenzen E., Lorenzen N. Improvement of safety aspects of for a DNA vaccine against viral haemorrhagic septicemia virus in rainbow trout. // 3-rd International Symposium on Fish Vaccinology. Bergen, Norway. - 2003. - Abstract book. - P.95.
14. Bjorklund HV, Higman KH, Kurath G. The glycoprotein genes and gene junctions of the fish rhabdoviruses spring viremia of carp virus and hirame rhabdovirus: analysis of relationships with other rhabdoviruses. // Virus Res. 1996. - 1-2. - P.65-80.14. Bjorklund HV, Higman KH, Kurath G. The glycoprotein genes and gene junctions of the fish rhabdoviruses spring viremia of carp virus and hirame rhabdovirus: analysis of relationships with other rhabdoviruses. // Virus Res. 1996 .-- 1-2. - P.65-80.
15. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. М:. Мир. - 1984. - 479 с.15. Maniatis T., Fritsch E., Sambrook J. Methods of genetic engineering. Molecular Cloning M :. Peace. - 1984 .-- 479 p.
16. Chomczynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidium thiocyanate-phenol-chloroform extraction // Anal. Biochem. - 1987. V.162. - P.156-159.16. Chomczynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidium thiocyanate-phenol-chloroform extraction // Anal. Biochem. - 1987. V.162. - P.156-159.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004108191/13A RU2287582C2 (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | GLYCOPROTEIN GENE (G-GENE) OF RUSSIAN REFERENCE STRAIN ZL-4 OF CARP SPRING VIREMIA VIRUS AND RECOMBINANT PLASMID DNAS pcDNA-G AND pBACarpVax-G EXPRESSING GLYCOPROTEIN GENE AND PROVIDING DEVELOPMENT OF PROTECTIVE IMMUNITY IN FISH AGAINST INFECTION WITH CARP SPRING VIREMIA VIRUS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004108191/13A RU2287582C2 (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | GLYCOPROTEIN GENE (G-GENE) OF RUSSIAN REFERENCE STRAIN ZL-4 OF CARP SPRING VIREMIA VIRUS AND RECOMBINANT PLASMID DNAS pcDNA-G AND pBACarpVax-G EXPRESSING GLYCOPROTEIN GENE AND PROVIDING DEVELOPMENT OF PROTECTIVE IMMUNITY IN FISH AGAINST INFECTION WITH CARP SPRING VIREMIA VIRUS |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004108191A RU2004108191A (en) | 2005-09-27 |
RU2287582C2 true RU2287582C2 (en) | 2006-11-20 |
Family
ID=35849682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004108191/13A RU2287582C2 (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | GLYCOPROTEIN GENE (G-GENE) OF RUSSIAN REFERENCE STRAIN ZL-4 OF CARP SPRING VIREMIA VIRUS AND RECOMBINANT PLASMID DNAS pcDNA-G AND pBACarpVax-G EXPRESSING GLYCOPROTEIN GENE AND PROVIDING DEVELOPMENT OF PROTECTIVE IMMUNITY IN FISH AGAINST INFECTION WITH CARP SPRING VIREMIA VIRUS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2287582C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009002376A1 (en) * | 2007-06-26 | 2008-12-31 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Interior, Washington, D.C. On Behalf Of The United States Geological Survey | Dna vaccine against north american spring viremia of carp virus |
RU2818370C2 (en) * | 2018-12-21 | 2024-05-02 | Интервет Интернэшнл Б.В. | Serum-free intracellular pathogen vaccine |
-
2004
- 2004-03-23 RU RU2004108191/13A patent/RU2287582C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Virus Res. - 1996. - 1-2. - P.65-80. Virus Res. 1999 Nov; 64(2): 95-106. Genet Anal. 1999 Nov; 15 (3-5): 121-4. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009002376A1 (en) * | 2007-06-26 | 2008-12-31 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Interior, Washington, D.C. On Behalf Of The United States Geological Survey | Dna vaccine against north american spring viremia of carp virus |
RU2818370C2 (en) * | 2018-12-21 | 2024-05-02 | Интервет Интернэшнл Б.В. | Serum-free intracellular pathogen vaccine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004108191A (en) | 2005-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Takano et al. | Development of a DNA vaccine against hirame rhabdovirus and analysis of the expression of immune-related genes after vaccination | |
Kanellos et al. | DNA vaccination can protect Cyprinus Carpio against spring viraemia of carp virus | |
Kim et al. | DNA vaccines encoding viral glycoproteins induce nonspecific immunity and Mx protein synthesis in fish | |
Yi et al. | Construction of a DNA vaccine and its protective effect on largemouth bass (Micropterus salmoides) challenged with largemouth bass virus (LMBV) | |
Fodor et al. | Induction of protective immunity in chickens immunised with plasmid DNA encoding infectious bursal disease virus antigens | |
Li et al. | Effect of VP28 DNA vaccine on white spot syndrome virus in Litopenaeus vannamei | |
Jung et al. | DNA vaccine encoding myristoylated membrane protein (MMP) of rock bream iridovirus (RBIV) induces protective immunity in rock bream (Oplegnathus fasciatus) | |
EP2011876A1 (en) | Dna vaccine for koi herpes virus (khv) disease | |
US20230124042A1 (en) | Vaccine against african swine fever virus infection | |
Li et al. | Development of a live vector vaccine against infectious hematopoietic necrosis virus in rainbow trout | |
US20170304416A1 (en) | Genetically modified babesia parasites expressing protective tick antigens and uses thereof | |
GB2467722A (en) | A subunit vaccine for aquaculture | |
Li et al. | Transient expression of chicken alpha interferon gene in lettuce | |
Balamurugan et al. | Past and present vaccine development strategies for the control of foot-and-mouth disease | |
RU2287582C2 (en) | GLYCOPROTEIN GENE (G-GENE) OF RUSSIAN REFERENCE STRAIN ZL-4 OF CARP SPRING VIREMIA VIRUS AND RECOMBINANT PLASMID DNAS pcDNA-G AND pBACarpVax-G EXPRESSING GLYCOPROTEIN GENE AND PROVIDING DEVELOPMENT OF PROTECTIVE IMMUNITY IN FISH AGAINST INFECTION WITH CARP SPRING VIREMIA VIRUS | |
Alonso et al. | A fish specific expression vector containing the interferon regulatory factor 1A (IRF1A) promoter for genetic immunization of fish | |
Thiry et al. | Molecular cloning of the mRNA coding for the G protein of the viral haemorrhagic septicaemia (VHS) of salmonids | |
Liu et al. | Preparation of ChIL-2 and IBDV VP2 fusion protein by baculovirus expression system | |
EP2950816B1 (en) | The use of dna sequences encoding an interferon as vaccine adjuvants | |
JP4704671B2 (en) | DNA vaccine against flounder viral hemorrhagic sepsis | |
Teninges et al. | Rhabdovirus sigma, the hereditary CO2 sensitivity agent of Drosophila: nucleotide sequence of a cDNA clone encoding the glycoprotein | |
CN100594931C (en) | The pIFN-gamma gene adjuvant for pig vaccine and its prepn process | |
CN103589693B (en) | A kind of expression IBDV VP2 and bursa of Fabricius bursin chimeric protein recombinant herpesvirus of turkeys | |
CN1517437B (en) | Vaccine for specificity treating tumour or endocellular infection and application | |
KR101127926B1 (en) | Iridovirus antigenic peptide and vaccine comprising the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190324 |