应用昆虫杆状病毒系统高效表达外源基因

昆虫杆状病毒表达系统于 1983年建立 ,迄今已有近千种外源基因在该系统中获得高效表达。本文对杆状病毒载体表达系统的原理。

猫传染性腹膜炎病毒N蛋白在昆虫细胞-杆状病毒系统中的表达与鉴定

本研究旨在利用昆虫细胞-杆状病毒表达系统表达猫传染性腹膜炎病毒(Feline infectious peritonitis virus,FIPV)N蛋白,并制备抗该蛋白的多克隆抗体,用于FIPV临床抗原/抗体诊断及N蛋白功能研究。参考GenBank中FIPV的N基因序列,选择FIPV毒株N基因(登录号:KC461235.1),并对该N基因进行密码子优化、基因合成,酶切后将N基因连接至pFastBac1载体,转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,经氨苄西林抗性筛选阳性克隆,提取质粒经酶切及测序鉴定正确后,转化大肠杆菌DH10Bac感受态细胞,经蓝白斑筛选及PCR鉴定后,最终成功构建重组杆状病毒质粒Bacmid-N,转染Sf9细胞包装杆状病毒,于28℃温箱培养4 d后收集感染Sf9细胞上清,并通过镍离子亲和层析纯化获得重组N蛋白。经SDS-PAGE及Western blotting鉴定结果表明,本研究成功利用昆虫细胞-杆状病毒表达系统表达出大小约为51 ku的FIPV重组N蛋白。将该蛋白与弗氏佐剂按一定比例混合后,免疫6周龄BALB/c小鼠。用间接ELISA方法检测小鼠血清抗体效价可达1∶102400;利用Western blotting和间接免疫荧光试验对N蛋白多克隆抗体进行检测分析,结果表明,真核表达的重组蛋白免疫原性良好,多克隆抗体具有良好的反应原性,可特异识别FIPV感染细胞。本研究为FIPV抗原/抗体诊断试剂盒的研发奠定了基础。

利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统在家蚕中表达人生长素

人生长素是由腺垂体分泌的一种在人体生长、发育及代谢中发挥重要作用的激素,具有广泛的生理作用。利用家蚕核型多角体病毒(BmNPV)Bac-to-Bac表达系统,将人生长素基因(hgh)克隆到杆状病毒转移载体pFastBacHTb,通过细菌转座子原理,转化BmDH10Bac细胞,获得重组穿梭载体质粒Bacmid-hgh,并将其转染家蚕BmN细胞,获得含有hgh的重组杆状病毒。将此重组病毒感染家蚕BmN细胞,收集重组病毒液并穿刺接种家蚕5龄起蚕,3 d后观察到家蚕感染了杆状病毒的症状,并通过SDS-PAGE和Western blotting方法在家蚕血液中检测到分子质量约20 kD的目的蛋白,表明人生长素通过Bac-to-Bac系统在家蚕体内获得了表达。

甲型H1N1流感病毒血凝素HA1蛋白的真核表达与纯化

目的构建甲型SWH1N1流感病毒血凝素HA1蛋白的杆状病毒真核表达载体,转染sf9细胞表达并纯化其编码蛋白。方法从江苏甲型H1N1流感病毒毒株[A/Jiangsu/1/2009(H1N1)]提取病毒RNA,采用RT-PCR技术扩增HA1基因,将其克隆至pMD18-T Simple Vector中构建pMD18-T/HA1质粒,双酶切pMD18-T/HA1与p-fast后,连接构建真核表达载体p-fast-HA1,转化DH10Bac细胞,转座构建杆状病毒HA1-Bacmid,经酶切及测序鉴定后将HA1-Bacmid转染到sf9细胞中,通过免疫印迹法鉴定HA1蛋白的表达,采用亲和层析法纯化HA1蛋白。结果经双酶切、测序鉴定证实HA1基因的真核表达载体构建成功;免疫印迹法证实HA1基因的表达;纯化获得了高纯度的HA1蛋白。结论成功克隆了HA1基因,并构建了其杆状病毒真核表达载体,该表达载体的构建为后期的流感快速检测以及基因工程疫苗制备奠定了良好的基础。

2019-nCoV N蛋白在家蚕杆状病毒表达系统中的表达及纯化

核衣壳(nucleocapsid,N)蛋白是新型冠状病毒的结构蛋白,与病毒RNA的转录和复制有关。目前,N蛋白已被广泛应用于新型冠状病毒肺炎的检测诊断及治疗。本研究克隆的2019-nCoV-n基因CDS由1257个碱基构成,编码419个氨基酸。将该基因连接到昆虫表达载体pFastBacTMHTB构建重组Bacmid,转染至BmN细胞中获得重组病毒,将重组病毒注射家蚕蛹体内,收集发病家蚕蛹血淋巴,通过镍柱亲和纯化,SDS-PAGE和Western blot检测表明获得一定纯度具有活性的重组2019-nCoV-N蛋白,为后期进一步开发抗体检测试剂盒鉴定了基础。

柞蚕核型多角体病毒基因表达载体系统的构建与基因表达

柞蚕是一种主要分布在我国东北部山区、野外饲养的经济昆虫,以蛹滞育越冬,其蚕蛹具有个大、容易固定、保存时间长、无须饲养、容易运输等优点。利用柞蚕蛹作为生物反应器生产外来蛋白质,可以进行大规模机械化生产,并可减少操作上的烦琐和劳动力。以柞蚕核型多角体病毒(AnpeNPV)作为基因表达载体,在柞蚕培养细胞(AnPe细胞)和柞蚕蛹中成功地表达了β-半乳糖苷酶基因(LacZ),并利用AnPe细胞筛选、获得了纯化AnpeLacZ重组病毒。该重组病毒在TC-100(含10%FBS)培养的AnPe细胞中,感染后第12天β-半乳糖苷酶达到最高,酶活性为40.9units/ml,在SF-900Ⅱ培养的AnPe细胞中,感染后第18天β-半乳糖苷酶达到最高,酶活性为59.9units/ml,后者表达量稍高,但时间滞后。AnpeLacZ在5℃保存了7个月的柞蚕蛹中,感染后第15天酶活性达到最高,雌蛹为14.3units/g,雄蛹为11.7units/g,雌蛹比雄蛹略高。结果显示,柞蚕核型多角体病毒和柞蚕蛹可以作为一个可以机械化大规模生产的新型杆状病毒基因表达载体系统开发和利用。

杆状病毒表达载体系统研究进展

昆虫杆状病毒科(Baculoviridae)因包埋于多角体中的病毒粒子呈棒状而得名,迄今为止,用于基因工程的杆状病毒均属核型多角体病毒(nuclear polyhedrosis virus,NPV)。NPV是一类双链DNA病毒,它的DNA是90—230Kb的环状分子。利用NPV作为外源基因表达载体的设想最初是由Miller 1981年提出。

非洲猪瘟病毒P30蛋白的真核表达及间接ELISA抗体检测方法的建立

为建立快速检测猪血清中非洲猪瘟病毒(ASFV)抗体的间接ELISA方法,本研究以ASFV Pig/HLJ/2018株基因组为模板优化合成CP204L基因(1 bp~549 bp),构建pFastbac1-P30-His重组表达载体,利用杆状病毒-昆虫细胞真核表达系统表达ASFV重组P30蛋白(rP30),以Ni亲和纯化后的rP30作为包被抗原,经过一系列条件优化,建立了一种快速检测ASFV P30抗体的血清学方法。结果显示,胞外分泌的rP30约为30 ku,western blot鉴定结果显示其具有良好的反应原性;经优化确定了ELISA最佳反应条件:包被量为0.4μg/mL,待检血清稀释倍数为1.25,血清反应时间为30 min,兔抗猪IgG-HRP稀释度为1.10000。利用该方法同时检测猪临床常见病毒阳性血清,结果显示建立的ASFV抗体间接ELISA方法仅对ASFV感染血清检测为阳性,与猪瘟病毒、猪伪狂犬病病毒、猪繁殖与呼吸综合症病毒、猪圆环病毒和猪口蹄疫病毒阳性血清均无交叉反应,具有较强的特异性;将ASFV感染血清2倍倍比稀释后,利用本实验建立的ASFV抗体间接ELISA方法、ID.VET(P32)试剂盒和INGENASA(P72)试剂盒同时检测,结果显示本实验建立的方法检测灵敏度为1.128,与INGENANA(P72)试剂盒相同,低于ID.VET(P32)试剂盒(1.1024);批内和批间重复性试验的变异系数均小于10%,重复性良好。利用该方法与ID.VET试剂盒同时对383份临床样品进行检测,二者符合率为98.9%。本研究建立的方法可为ASF的监测和防控提供技术支持。

原核真核双表达加强型绿色荧光蛋白质粒的构建

将原核启动子 Ptrc和加强型绿色荧光蛋白 ( EGFP)基因从 EGFP原核表达质粒 p YA3 3 3 4-EGFP上切下 ,然后将其插入至真核表达质粒 p VAX1真核启动子 Pcmv的下游 ,构建成具有真核和原核启动子的双表达杂合质粒 p VAXD-EGFP,其长度为 3 82 3 bp。将 p VAXD-EGFP分别转化鼠伤寒沙门氏菌 X45 5 0和转染 COS-7细胞 ,应用流式细胞术、可见光谱扫描、SDS-PAGE测定 EGFP原核表达 ;应用荧光显微镜观察 EGFP在 COS-7细胞内的表达。重组鼠伤寒沙门氏菌 X45 5 0 ( p VAXD-EGFP)表达 EGFP的量与仅以原核方式表达 EGFP的 X45 5 0 ( p YA3 3 3 4-EGFP)相当 ;将质粒p VAXD-EGFP转染 COS-7细胞 ,EGFP可在 COS-7细胞核和胞浆表达 ,在荧光显微镜下发出强烈荧光。结果表明 :不仅成功地构建原核、真核表达集中于同一质粒的新型质粒 p VAXD-EGFP,而且原核、真核目的蛋白表达量达到很高水平 。

家蚕核型多角体病毒gp41基因的融合表达及功能鉴定

为了研究家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedro virus,BmNPV)中GP41蛋白的包装功能,从BmNPV基因组中克隆了gp41基因,并将其克隆到杆状病毒转移载体pFastBac1-gfp中,构建重组转移载体pFastBac1-gp41-gfp,再利用杆状病毒表达系统(Bac-to-Bac)筛选重组杆状病毒,在家蚕BmN细胞系中进行融合表达和定位分析。SDS-PAGE和Western blot检测结果显示,经重组杆状病毒r-gp41-gfp感染的BmN细胞新增一条大小为65 kD左右的蛋白条带,证明该融合蛋白在BmN细胞中成功表达。用激光共聚焦显微镜观察到绿色荧光充满于细胞质中,不能形成聚集体。与野生型BmNPV混合感染的实验也表明荧光出现的位置与多角体无关,说明GP41-GFP蛋白不能附着在多角体表面,融合表达可能影响了GP41蛋白与多角体的结合。

家蚕杆状病毒(BmNPV)的应用研究概况

家蚕作为一种重要的经济昆虫,其开发利用主要以养蚕缫丝为主,但人类对其生物学特性、生理、生化、遗传以及病原微生物的利用也进行了深入的研究。其中家蚕核型多角体病毒(简称BmNPV)自1912年被确认以来。

杆状病毒AcMNPV中Ac109蛋白的抗虫功能分析

为研究苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(AcMNPV)中病毒增殖因子Ac109对鳞翅目害虫甜菜夜蛾幼虫的抗虫效应,采用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统构建了重组病毒AcMNPV-Ac109-EGFP。免疫印迹和荧光显微镜观察结果证实,重组病毒AcMNPV-Ac109-EGFP侵染昆虫Sf9细胞后Ac109的表达量和细胞的荧光强度随着侵染时间延长而显著增加。抗虫试验表明,与AcMNPV处理组、PBS对照组相比,AcMNPV-Ac109-EGFP病毒处理组的幼虫体质量增长缓慢,有较高的致死率和低的蛹化率及羽化率;AcMNPV与AcMNPV-Ac109-EGFP病毒处理组的最终死亡率分别为58.33%和73.33%;蛹化率分别为41.667%和25.000%;羽化率分别为20.00%和11.67%,说明Ac109可提高病毒对甜菜夜蛾幼虫的抗虫性。以上结果构建了1株高抗虫活性的重组病毒,并为这个重组病毒潜在的应用价值提供了试验依据。

CCHFV S基因的重组杆状病毒的构建及鉴定

目的利用杆状病毒表达系统(baculovirus expression vector systems,BEVS)构建含有克里米亚-刚果出血热病毒(Crimean-Congo hemorrhagic fever virus,CCHFV)S基因的重组杆状病毒,并在sf9昆虫细胞中表达出核衣壳蛋白(nucleoprotein,NP)。方法将合成的CCHFV S基因定向克隆入杆状病毒转移载体pFastBac^TM Dual,获得重组的转移载体pFastBac^TM Dual-CCHFV-S。将其转化到E.coli DH10Bac^TM感受态细胞中,筛选得到重组杆状病毒杆粒rBV-Bacmid-S。用Cellfectin®II试剂将rBV-Bacmid-S转染入sf9昆虫细胞获得重组杆状病毒rBV-CCHFV-S。通过IFA和Western blot检测CCHFV S基因的表达。结果构建了含有S基因的rBV-CCHFV-S,在sf9昆虫细胞中成功表达CCHFV NP。结论利用BEVS可以成功表达CCHFV NP,这为研究CCHFV NP的生物学特性,研制特异性的治疗药物和预防控制疫苗奠定基础。

重组杆状病毒AcMNPV-PK2-RFP诱导Sf9细胞凋亡的机制分析

苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒是一种模式杆状病毒,在农业虫害防治中广泛应用。其表达的PK2蛋白可以通过竞争性的与宿主细胞e IF2α激酶结合形成异源二聚体,抑制其磷酸化e IF2α,从而加速病毒增殖、诱导细胞凋亡。为了探讨PK2诱导宿主Sf9细胞凋亡的机制,利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统构建了重组杆状病毒AcMNPV-PK2-RFP。Western blot分析结果表明,重组病毒AcMNPV-PK2-RFP处理组在病毒侵染后48,60,72 h,宿主细胞内凋亡因子SfP53蛋白的表达量显著高于AcMNPV处理组,分别是AcMNPV处理组的1.16倍、1.39倍和1.79倍;在病毒侵染后48,72 h,AcMNPV-PK2-RFP处理组反映线粒体膜电位的绿色荧光分别是野生处理组的1.54倍和1.89倍,表明AcMNPV-PK2-RFP处理组的线粒体膜电位显著低于野生病毒处理组;同时,观察到AcMNPV-PK2-RFP处理组线粒体中的细胞色素c从病毒侵染后12 h开始释放。结果说明,过表达PK2的重组病毒AcMNPV-PK2-RFP可在感染后期加速SfP53蛋白的表达,通过影响线粒体凋亡信号通路加速宿主Sf9细胞的凋亡,同时表明重组病毒AcMNPV-PK2-RFP是一种相比野生型病毒抗虫活性更高的杀虫剂。

神经毒素基因RjAa17f在Sf9细胞中的表达及活性分析

【目的】在昆虫草地贪夜蛾细胞（Sf9）中表达一种能专一阻断昆虫钠、钾离子通道的神经毒素基因RjAa17f。【方法】运用杆状病毒真核表达系统表达RjAa17f毒蛋白,并用蛋白质印迹对其进行检测;测定RjAa17f毒蛋白引起健康棉铃虫中肠膜电位的变化,并对其毒力进行测定。【结果】通过重组杆状病毒质粒的转染和Western blot检测验证,神经毒素基因RjAa17f的重组Bacmid已经成功转染到Sf9细胞中,且在Sf9中表达出与预测大小一致的RjAa17f目的蛋白;此毒蛋白作用于棉铃虫中肠3~12h后,中肠膜电位与CK相比差异显著,且随着作用时间的延长,棉铃虫中肠膜电位呈逐步升高的趋势,作用9h以后,升高的幅度逐渐降低,趋于平缓。RjAa17f毒蛋白对棉铃虫的LD50为108.12μg/g。【结论】在Sf9细胞内表达出了有活性的RjAa17f毒蛋白,且该毒蛋白对棉铃虫中肠膜电位有显著改变。

HPV16-E7在Pichia pastoris酵母中的分泌表达

本研究利用酵母Pichia pastoris真核表达系统表达人乳头瘤病毒16(HPV16)E7蛋白,试图解决新疆维吾尔妇女高发宫颈癌的诊断、疫苗的研究中抗原蛋白需要的问题.依据新疆维吾尔妇女宫颈癌组织克隆获得的HPV16-E7基因序列设计引物,并分别在5’引物和3’引物中引入了EcoR Ⅰ和Xba Ⅰ酶切位点,经PCR扩增后连接到pMD18-T载体上,再将HPV16-E7克隆至穿梭质粒pGAPZαA上,获得的重组穿梭质粒pGAPZαA-E7经线性化后.采用LiCl法将重组穿梭质粒转入酵母细胞内,Zeocin+筛选阳性克隆,经小瓶发酵后,取上清作SDS-PAGE,并做Western印迹检测表达的蛋白质,结果表明HPV16-E7成功地在酵母真核表达系统获得表达,表达产物的分子量分别是22KDa和88KDa,为深入开展HPV16-E7蛋白功能和应用的研究奠定了理论基础.

RSV编码的4种蛋白在“AcMNPV-sf9昆虫细胞”体系中的重组表达

应用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)获得水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)的4个基因NS2、NS3、CP和SP,并将它们克隆至pMD-18-T载体上.得到的重组质粒pMD-18-T-NS2、pMD-18-T-NS3、pMD-18-T-CP和pMD-18-T-SP经XbaⅠ/HindⅢ双酶切,分别与经相同方法酶切的苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa california nuclear polyhedrosis virus,AcM-NPV)转移载体pFastBacHTb相连接,构建重组转移质粒pFastBacHTb-X(pFastBacHTb-NS2、pFastBacHTb-NS3、pFastBacHTb-CP和pFastBacHTb-SP).序列测定表明,目的基因准确地插入到表达载体中.重组质粒pFastBacHTb-X通过转化包含有穿梭载体的大肠杆菌(Escherichia coli)感受态细胞DH10Bac,得到重组穿梭质粒rb-X(rb-NS2、rb-NS3、rb-CP和rb-SP).rb-X侵染草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)离体细胞(sf9)24-72 h后,在荧光倒置显微镜可见光200倍视野下观察到细胞增大、培养液和细胞内出现颗粒状物质、部分细胞破裂甚至裂解等一系列与正常sf9细胞形态有明显区别的现象.rb-X侵染细胞72h后,从细胞提取蛋白,电泳分析得到4个条带,大小分别为28.2、29.2、40.2和25.2 ku,与预测的4种融合蛋白大小一致.Western blotting分析分别得到4条单一条带,证明了RSV NS2、NS3、CP和SP基因在"AcMNPV-sf9昆虫细胞"真核表达体系中成功表达.

包装信号可以被Cre重组酶切除的辅助性腺病毒的构建及鉴定

目的:为了探索构建第三代复制依赖性腺病毒载体系统的有效实验方法,利用细菌内重组原理,分别构建了第三代腺病毒生产体系中的辅助性腺病毒和表达Cre重组酶的真核表达载体,并分析了Cre切除辅助病毒包装信号的有效性。方法:通过PCR及酶处理法依次将2个同向的loxP位点及绿色荧光蛋白表达盒克隆至pShuttle穿梭载体质粒,按照AdEasy系统的标准实验方法产生和扩增辅助病毒;同时构建pcDNA3.1(+)-cre真核表达载体,并用该载体经脂质体法转染HEK293细胞,通过PCR和流式细胞术分析转染细胞内表达的Cre重组酶对随后感染的辅助病毒的包装信号的切除作用。结果:构建的辅助性腺病毒能够在HEK293细胞内扩增,其包装信号可以由细胞内表达的Cre重组酶有效切除。结论:构建了辅助性腺病毒和pcDNA3.1(+)-cre真核表达载体,为第三代腺病毒的生产奠定了实验基础。