斜纹夜蛾多粒包埋核型多角体病毒的 VP39 不能有效地拯救 vp39 缺失的美洲棉铃虫多粒包埋核型多角体病毒的核衣壳组装。

VP39 of Spodoptera litura multicapsid nucleopolyhedrovirus cannot efficiently rescue the nucleocapsid assembly of vp39-null Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus.

机构信息

Department of Biology, Zhaoqing University, Zhaoqing, 526061, China.

出版信息

Virol J. 2021 Apr 20;18(1):81. doi: 10.1186/s12985-021-01553-9.

DOI:10.1186/s12985-021-01553-9

PMID:33879205

原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8059189/

Abstract

BACKGROUND

Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV) vp39 is conserved in all sequenced baculovirus genomes. In previous studies, VP39 has been identified as the major capsid structure protein of baculoviruses and found to be essential for nucleocapsid assembly. The nucleocapsid composition and structure of Group I and II NPVs of the Alphabaculovirus genus are very similar. It is not clear whether the major capsid structure protein VP39 of Group I NPVs is functionally identical to or substitutable with the Group II NPV VP39. In this study, the function of Group II Spodoptera litura MNPV (SpltMNPV) VP39 in Group I AcMNPV was characterized.

METHODS

Sequence alignment of AcMNPV VP39 and SpltMNPV VP39 was performed using Clustal X and edited with GeneDoc. To determine whether VP39 of Group I NPVs can be functionally substituted by Group II NPV VP39, a vp39-null AcMNPV (vAcvp39KO) and a vp39-pseudotyped AcMNPV (vAcSpltvp39:FLAG), in which the Group I AcMNPV vp39 coding sequence was replaced with that of SpltMNPV from Group II NPVs, were constructed via homologous recombination in Escherichia coli. Using an anti-FLAG monoclonal antibody, immunoblot analysis was performed to examine SpltMNPV VP39 expression. Fluorescence and light microscopy were used to monitor viral replication and infection. Viral growth curve analysis was performed using a fifty percent tissue culture infective dose (TCID) endpoint dilution assay. Viral morphogenesis was detected using an electron microscope.

RESULTS

Sequence alignment indicated that the N-termini of AcMNPV VP39 and SpltMNPV VP39 are relatively conserved, whereas the C-terminus of SpltMNPV VP39 lacks the domain of amino acid residues 306-334 homologous to AcMNPV VP39. Immunoblot analysis showed that SpltMNPV VP39 was expressed in vAcSpltvp39:FLAG. Fluorescence and light microscopy showed that vAcSpltvp39:FLAG did not spread by infection. Viral growth curve analysis confirmed a defect in infectious budded virion production. Electron microscopy revealed that although masses of abnormally elongated empty capsid structures existed inside the nuclei of Sf9 cells transfected with vAcSpltvp39:FLAG, no nucleocapsids were observed.

CONCLUSION

Altogether, our results demonstrated that VP39 from SpltMNPV cannot efficiently substitute AcMNPV VP39 during nucleocapsid assembly in AcMNPV.

摘要

背景

美洲棉铃虫多粒包埋型核型多角体病毒（AcMNPV）的 vp39 在所有已测序的杆状病毒基因组中都保守存在。在之前的研究中，VP39 已被鉴定为杆状病毒的主要衣壳结构蛋白，并且发现其对核衣壳组装至关重要。I 组和 II 组杆状病毒属的核型多角体病毒（NPV）的核衣壳组成和结构非常相似。目前尚不清楚 I 组 NPV 的主要衣壳结构蛋白 VP39 在功能上是否与 II 组 NPV 的 VP39 相同或可替代。在这项研究中，对 II 组斜纹夜蛾多粒包埋型核型多角体病毒（SpltMNPV）的 VP39 在 I 组 AcMNPV 中的功能进行了表征。

方法

使用 Clustal X 进行 AcMNPV VP39 和 SpltMNPV VP39 的序列比对，并使用 GeneDoc 进行编辑。为了确定 I 组 NPV 的 VP39 是否可以被 II 组 NPV 的 VP39 替代，通过大肠杆菌中的同源重组构建了缺失 I 组 AcMNPV vp39（vAcvp39KO）和假型 I 组 AcMNPV（vAcSpltvp39：FLAG），其中用来自 II 组 NPV 的 SpltMNPV 取代了 I 组 AcMNPV 的 vp39 编码序列。使用抗 FLAG 单克隆抗体进行免疫印迹分析，以检查 SpltMNPV VP39 的表达。使用荧光和明场显微镜监测病毒复制和感染。使用 50%组织培养感染剂量（TCID）终点稀释测定法进行病毒生长曲线分析。使用电子显微镜检测病毒形态发生。

结果

序列比对表明，AcMNPV VP39 和 SpltMNPV VP39 的 N 端相对保守，而 SpltMNPV VP39 的 C 端缺少与 AcMNPV VP39 同源的 306-334 个氨基酸残基的结构域。免疫印迹分析表明，vAcSpltvp39：FLAG 表达了 SpltMNPV VP39。荧光和明场显微镜显示，vAcSpltvp39：FLAG 不会通过感染传播。病毒生长曲线分析证实了有缺陷的传染性芽生病毒粒子的产生。电子显微镜显示，尽管在转染了 vAcSpltvp39：FLAG 的 Sf9 细胞的细胞核内存在大量异常伸长的空衣壳结构，但未观察到核衣壳。