ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИНТЕЗИРОВАННОГО В ESCHERICHIA COLI РЕКОМБИНАНТНОГО АНТИГЕНА GP51 ВИРУСА ЛЕЙКОЗА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
Main Article Content
Authors
К.Н. Мукантаев
РГП «Национальный центр биотехнологии» КН МОН РК, г. Астана
А.В. Шустов
РГП «Национальный центр биотехнологии» КН МОН РК, г. Астана
Ы. Сыдыкнаби
РГП «Национальный центр биотехнологии» КН МОН РК, г. Астана
Ш. Байдосова
РГП «Национальный центр биотехнологии» КН МОН РК, г. Астана
К.К. Муканов
РГП «Национальный центр биотехнологии» КН МОН РК, г. Астана
Abstract
Важным аспектом предотвращения распространения лейкоза крупного рогатого скота является серологическая диагностика болезни. Основными диагностическими методами в программах по профилактике и ликвидации болезни считаются реакция диффузионной преципитации и иммуноферментный анализ.
В диагностических тест-системах для выявления маркёров инфекции лейкоза крупного рогатого скота в качестве антигена традиционно используется инактивированный вирус, выращенный в культурах клеток FLK. Такой антиген достаточно часто демонстрирует перекрестные реакции с антителами к другим вирусам животных. Возможной причиной снижения специфичности теста является коинфекция культур клеток FLK вирусами, присутствующими в фетальной сыворотке, добавляемой в среды для клеточных культур. Для повышения специфичности диагностических тестов разработан метод получения рекомбинантного антигена gp51 вируса лейкоза КРС с использованием бакуловирусных векторов. Однако данная технология не полностью решает существующие проблемы, так как она предусматривает использование дорогостоящих питательных сред и не избавляет от необходимости многостадийной очистки антигена. Методы генетической инженерии позволили создать эффективные бактериальные штаммы-продуценты рекомбинантных антигенов для диагностики разнообразных ветеринарных инфекций. Технология рекомбинантных ДНК позволяет получить высокоочищенные стабильные препараты рекомбинантного гликопротеина gp51 вируса лейкоза КРС.
Целью работы является разработка системы для бактериальной продукции рекомбинантного антигена gp51 вируса лейкоза КРС и изучение его диагностических свойств.
В результате выполненных исследований создан дизайн генноинженерной конструкции и синтезирована нуклеотидная последовательность гена gp51 длиной 858 пар оснований. Полученный ген клонирован в составе плазмиды для белковой экспрессии pET32/gp51. Получен штамм-продуцент E.coli BL21pET32/gp51 и отработаны параметры индукции рекомбинантного антигена gp51 в клетках штамма-продуцента с целью увеличения выхода целевого продукта. Разработан метод иммуноферментного анализа с использованием рекомбинантного антигена gp51. Результаты исследования лабораторной панели сывороток животных в непрямом ИФА показали полное совпадение с результатами рутинно используемого метода диагностики лейкоза КРС - реакции диффузионной преципитации (РДП).
Keywords
вирус, лейкоз, gp51, рекомбинантный антиген, иммуноферментный анализ, реакция диффузионной преципитации
Article Details
References
Coulston J., Naif H., Brandon R., Kumar S., Khan S., Daniel R.C., Lavin M.F. Molecular cloning and sequencing of an Australian isolate of proviral bovine leukaemia virus DNA: comparison with other isolates // Journal of General Virology. – 1990. – Vol. 71. – P.1737-1746.
Burridge M.J., Puhr D.M., Hennemann J.M. Prevalence of bovine leukemia virus infection in Florida // Journal American Veterinary Medicine Associate. – 1981. – Vol. 179. – P.704-707.
Zhao X., Buehring G. Natural genetic variations in bovine leukemia virus envelope gene: possible effects of selection and escape // Virology. – 2007. – Vol. 366. – P.150–165.
Deshayes L., Levy D., Parodi A.L., Levy J.P. Spontaneous immune response of bovine leukemia viruse infected cattle against five different viral proteins // Int. J. Can. – 1980. – Vol. 25. - Р. 503-508.
Sota Kobayashi, Toshiyuki Tsutsui, Takehisa Yamamoto, Yoko Hayama, Ken-ichiro Kameyama, Misako Konishi, Kenji Murakami. Risk factors associated with within-herd transmission of bovine leukemia virus on dairy farms in Japan // Veterinary Research. – 2010. – Vol. 6. – P. 1.
Bicka L., Kuzmak J., Kozaczynska B., Plucienniczak A., Skorupska A. Expression of bovine leukemia virus protein p24 in Escherichia coli and its use in the immunoblotting assay // Acta Biochimica Polonica. – 2001. – Vol. 48. - Р. 227-232.
Верковский О.А. Лабораторная диагностика инфекционных болезней крупного рогатого скота с использованием иммуноферментного анализа (лейкоз, ящур, бруцеллёз) // Ветеринария Кубани. – 2007. – №2.
Sagata N., Yasuaga T., Tsuzuku-Kawamura J., Ohish K., Ogawa Y., Ikawa Y. Complete nucleotide sequence of the genome of bovine leukemia virus: Its evolutionary relationship to other retroviruses // Proceeding National Academy Science USA. – 1985. – Vol. 82. - Р. 677-681.
Miller J.M., Schmerr M.J., Van Der Maaten M.J. Comparison of four serologic tests for the detection of antibodies to bovine leukemia virus // American Journal Veterinary Research. – 1981. – Vol. 42(1). - Р. 5-8.
Gutieґrez G., Alvarez I., Fondevila N., Politzki R., Lomoґnaco M., Rodriguez S., Dus Santos M.J., Trono Veterinary K. Detection of bovine leukemia virus specific antibodies using recombinant p24-ELISA // Veterinary Microbiology. – 2009. – Vol. 137. - P. 224–234.
Juliarena M.A., Poli M., Ceriani C., Sala L., Rodríguez E., Gutierrez S., Dolcini G., Odeon A., Esteban E.N. Antibody response against three widespread bovine viruses is not impaired in Holstein cattle carrying bovine leukocyte antigen DRB3.2 alleles associated with bovine leukemia virus resistance // Journal Dairy Science. - 2009. – Vol. 92(1). - P. 375-81.
Meas S., Ohashi K., Turn S., Chhin M., Те К., Miura К., Sugimoto С., Onuma M. Seroprevalence of bovine immunodeficiency virus and bovine leukemia virus in draught animals in Cambodia // The Journal of Veterinary Medical Science. – 2000. - Vol. 62, №7. - P. 779-781.
Meas S., Ruas F.J., Usui T., Teraoka Y., Mulenga A., Chang K.S., Masuda A., Madruga C.R., Ohashi K., Onuma M. Seroprevalence and molecular evidence for the presence of bovine immunodeficiency virus in Brazilian cattle // Japanese Journal of Veterinary Research. - 2002 - Vol. 50, №1. - P. 9-16.
Bruck C., Portetelle D., Mammerickx M., Mathot M., Burny A. Epitopes of BLV glycoprotein gp51 recognized by sera of infected cattle and sheep // Leukemia Research. – 1984. – Vol. 8. – P. 315.
Simard C., Richardson S., Dixon P., Belanger C., Maxwell P. Enzyme-linked immunosorbent assay for the diagnosis of bovine leukosis: comparison with the agar gel immunodiffusion test approved by the Canadian Food Inspection Agency // The Canadian Journal of Veterinary Research. – 2000. – Vol. 64. – P.101-106.
Molloy J.B., Walker P.J., Baldock F.C., Rodwell B.J., Cowley J.A. An enzyme-linked immunosorbent assay for detection of bovine leukaemia virus p24 antibody in cattle // Journal of Virology Methods. – 1990. – Vol. 28. – P. 47-57.
Siakkou H., Ulrich R., Uelze A., Mohring R., Rosenthal S. Immunological characterization of BLV proteins synthesized in Escherichia coli // Acta Virologica. – 1990. – Vol.34. – P. 256–262.
Ulrich R., Siakkou H., Platzer C., Bossmann H., Mohring R., Wiedmann M., Bahring S., Rosenthal S. Synthesis of bovine leukemia virus antigen in Escherichia coli // Archiv fur Experementelle Veterinar Medizin Leipzig. – 1990. – Vol. 44. – P. 909–916.
Legrain M., Portetelle D., Dumont J., Burny A., Hilger F. Biochemical and immunological characterization of the bovine leukemia virus (BLV) envelope glycoprotein (gp51) produced in Saccharomyces cerevisiae // Gene. – 1989. – Vol. 79. – P. 227–237.
Kumar S., Andrew M.E., Boyle D.B., Brandon R.B., Lavin M.F., Daniel R.C.W. Expression of bovine leukemia virus envelope gene by recombinant vaccinia virus // Virus Research. – 1990. – Vol.17. – P.131–142.
Portetelle D., Limbach K., Burny A., Mammerickx M., Desmettre P., Riviere M., Zavada J., Paoletti E. Recombinant vaccinia virus expression of the bovine leukemia virus envelope gene and protection of immunized sheep against infection // Vaccine. – 1991. – Vol.9. – P.194–200.
Kabeya H., Ohashi K., Ohishi K., Sugimoto C., Amanuma H., Onuma M. An effective peptide vaccine to eliminate bovine leukemia virus (BLV) infected cells in carrier sheep // Vaccine. – 1996. – Vol.14. – P.1118–1122.
Russo S., Montermini L., Berkovitz-Siman-Tov R., Ponti W., Poli G. Expression of bovine leukemia virus Env glycoprotein in insect cells by recombinant baculovirus // FEBS Lett. – 1998. – Vol.436. – P.11–16.
De Giuseppe A, Feliziani F, Rutili D, De Mia GM. Expression of the bovine leukemia virus envelope glycoprotein (gp51) by recombinant baculovirus and its use in an enzyme linked immuno sorbent assay // Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology. – 2004. – Vol.11. - P.147–151.
Soutullo A., Verwimp V., Riveros M., Pauli R., Tonarelli G. Desing and validation of an ELISA for equine infectious anemia (EIA) diagnosis using synthetic peptides // Veterinary Microbiology. – 2001. – Vol.79. – P. 111-121.
Soutullo A., García M.I., Bailat A., Racca A., Tonarelli G., Borel I.M. Antibodies and PBMC from EIAV infected carrier horses recognize gp45 and p26 synthetic peptides // Veterinary Immunology and Immunopathology. – 2005. – Vol.108. – P. 335-343.
Folgori A., Tafi R., Meola A., Felici F., Galfre G., Cortese R., Monaci P., Nicosia A. A general strategy to identify mimotopes of pathological antigens using only random peptide libraries and human sera // The EMBO Journal. – 1994. – Vol.13. – P. 2236-2243.
Pasqualini R., Koivunen E., Ruoslahti E. A peptide isolated from phage display libraries is a structural and functional mimic of an RGD-binding site on integrins // The Journal of Cell Biology. – 1995. – Vol.130. – P. 1189-1196.
Sioud M., Forre O., Dybwad A. Selection of legends for polyclonal antibodies from random peptide libraries: potential identification of (auto) antigens that may trigger B and T cell responses in autoimmune diseases // Clinical Immunology and Immunopathology. – 1996. – Vol.79. – P.105-114.
dos Santos E.M., Cardoso R., Filho L.R. G., Heinemann M.B., Leite R.C. Pimenta dos Reis J.K.. Selection of ligand peptides with the ability to detect antibodies in enzootic bovine leukosis // African Journal of Biotechnology. – 2012. – Vol.11. – P. 7302-7312.
Merza M., Sundquist B., So¨ber J., Morein B. Immunoaffinity purification of two major proteins of bovine leukemia virus (gp51 and p24) and their use for discrimination between vaccinated and infected animals // Journal of Virology Methods. – 1991. – Vol.33. – P. 345–353.
Voneche V., Portetelle D., Kettmann R., Willems L., Limbach K., Paoletti E., Ruysschaert J.M., Burny A., Brasseur R. Fusogenic segment of bovine leukemia virus and simian immunodeficiency virus are interchangeable and mediate fusion by means of oblique insertion in the lipid bilayer of their target cells // Proceeding National Academy Science USA. – 1992. – Vol.89. – P. 3810–3814.
Noteborn M.H.M., de Boer G.F., Kant A., Koch G., Bos J.L, Zantema A., Van der Eb A.J. Expression of avian leukemia virus env-gp85 in Spodoptera frugiperda cells by use of baculovirus expression vector // Journal of General Virology. – 1990. – Vol. 71. – P. 2641–2648.
Zajac V., Slavikova K., Babusikova O. Expression of env gene of bovine leukemia virus in rodent cells // Archives of Virology. – 1994. – Vol.135. – P. 201–207.
Klintevall K., Naslund K., Svedlund G., Hajdu L., Linde N., Klingeborn B. Evaluation of an indirect ELISA for the detection of antibodies to bovine leukaemia virus in milk and serum // Journal of Virology Methods. – 1991. – Vol. 33. – P. 319-333.
Graves D.C., McQuade M., Weibel K. Comparison of the enzymelinked immunosorbent assay with an early polykarycytosis inhibition assay and the agar-gel immunodiffusion test for the detection of antibodies to bovine leukemia virus // American Journal of Veterinary Research. – 1982. – Vol. 43. – P. 960-966.
Todd D., Adair B.M. An enzyme-linked immunosorbent assay for enzootic bovine leukaemia virus antibodies // Veterinary Record. – 1980. – Vol.107. – P. 124-126.
Ressang A.A., Gielkens A.LJ., Quak J., Mastenbroek M.N. Studies on bovine leukosis VII. Further experience with an ELISA for the detection of antibodies to bovine leukemia virus // Veterinary Quarterly. – 1981. – Vol.3. – P. 31-33.