Construction and characterisation of a complete reverse genetics system of dengue virus type 3

Dengue virulence and fitness are important factors that determine disease outcome. However, dengue virus (DENV) molecular biology and pathogenesis are not completely elucidated. New insights on those mechanisms have been facilitated by the development of reverse genetic systems in the past decades. Unfortunately, instability of flavivirus genomes cloned in Escherichia coli has been a major problem in these systems. Here, we describe the development of a complete reverse genetics system, based on the construction of an infectious clone and replicon for a low passage DENV-3 genotype III of a clinical isolate. Both constructs were assembled into a newly designed yeast- E. coli shuttle vector by homologous recombination technique and propagated in yeast to prevent any possible genome instability in E. coli . RNA transcripts derived from the infectious clone are infectious upon transfection into BHK-21 cells even after repeated passages of the plasmid in yeast. Transcript-derived DENV-3 exhibited growth kinetics, focus formation size comparable to original DENV-3 in mosquito C6/36 cell culture. In vitro characterisation of DENV-3 replicon confirmed its identity and ability to replicate transiently in BHK-21 cells. The reverse genetics system reported here is a valuable tool that will facilitate further molecular studies in DENV replication, virus attenuation and pathogenesis.

Zika virus damages the human placental barrier and presents marked fetal neurotropism

An unusually high incidence of microcephaly in newborns has recently been observed in Brazil. There is a temporal association between the increase in cases of microcephaly and the Zika virus (ZIKV) epidemic. Viral RNA has been detected in amniotic fluid samples, placental tissues and newborn and fetal brain tissues. However, much remains to be determined concerning the association between ZIKV infection and fetal malformations. In this study, we provide evidence of the transplacental transmission of ZIKV through the detection of viral proteins and viral RNA in placental tissue samples from expectant mothers infected at different stages of gestation. We observed chronic placentitis (TORCH type) with viral protein detection by immunohistochemistry in Hofbauer cells and some histiocytes in the intervillous spaces. We also demonstrated the neurotropism of the virus via the detection of viral proteins in glial cells and in some endothelial cells and the observation of scattered foci of microcalcifications in the brain tissues. Lesions were mainly located in the white matter. ZIKV RNA was also detected in these tissues by real-time-polymerase chain reaction. We believe that these findings will contribute to the body of knowledge of the mechanisms of ZIKV transmission, interactions between the virus and host cells and viral tropism.

Variabilidade genética de Sugarcane mosaic virus, causando mosaico em milho no Brasil

O objetivo deste trabalho foi caracterizar biológica e molecularmente três isolados de Sugarcane mosaic virus (SCMV) de lavouras de milho, analisá-los filogeneticamente e discriminar polimorfismos do genoma. Plantas com sintomas de mosaico e nanismo foram coletadas em lavouras de milho, no Estado de São Paulo e no Município de Rio Verde, GO, e seus extratos foliares foram inoculados em plantas indicadoras e submetidos à análise sorológica com antissoros contra o SCMV, contra o Maize dwarf mosaic virus (MDMV) e contra o Johnsongrass mosaic virus (JGMV). Mudas de sorgo 'Rio' e 'TX 2786' apresentaram sintomas de mosaico após a inoculação dos três isolados, e o DAS-ELISA confirmou a infecção pelo SCMV. O RNA total foi extraído e usado para amplificação por transcriptase reversa seguida de reação em cadeia de polimerase (RT-PCR). Fragmentos específicos foram amplificados, submetidos à análise por polimorfismo de comprimento de fragmento de restrição (RFLP) e sequenciados. Foi possível discriminar os genótipos de SCMV isolados de milho de outros isolados brasileiros do vírus. Alinhamentos múltiplos e análises dos perfis filogenéticos corroboram esses dados e mostram diversidade nas sequências de nucleotídeos que codificam para a proteína capsidial, o que explica o agrupamento separado desses isolados e sugere sua classificação como estirpes distintas, em lugar de simples isolados geográficos.

Sequence analysis of the capsid protein gene of an isolate of Apple stem grooving virus, and its survey in Southern Brazil

Apple stem grooving virus (ASGV) is one of the most important viruses infecting fruit trees. This study aimed at the molecular characterization of ASGV infecting apple (Malus domestica) plants in Santa Catarina (SC). RNA extracted from plants infected with isolate UV01 was used as a template for RT-PCR using specific primers. An amplified DNA fragment of 755 bp was sequenced. The coat protein gene of ASGV isolate UV01 contains 714 nucleotides, coding for a protein of 237 amino acids with a predicted Mr of approximately 27 kDa. The nucleotide and the deduced amino acid sequences of the coat protein gene showed identities of 90.9% and 97.9%, respectively, with a Japanese isolate of ASGV. Very high amino acid homologies (98.7%) were also found with Citrus tatter leaf capillovirus (CTLV), a very close relative of ASGV. These results indicate low coat protein gene variability among Capillovirus isolates from distinct regions. In a restricted survey, mother stocks in orchards and plants introduced into the country for large scale fruit production were indexed and shown to be infected by ASGV (20%), usually in a complex with other (latent) apple viruses (80%).

Detecção de Closterovirus em videira e caracterização parcial de um isolado do Grapevine leafroll-associated virus 3

O enrolamento da folha da videira (Vitis spp.) é uma doença causada por até oito vírus, Grapevine leafroll-associated virus (GLRaV) 1 a 8, sorologicamente distintos e associados ao floema de videiras infetadas. Neste trabalho, foram detectados GLRaV-1 e -3 por DAS-ELISA em 6,9 e 14,7% das amostras analisadas, respectivamente, e provenientes de duas importantes regiões vitícolas do Brasil (Serra Gaúcha e Vale do São Francisco). Os GLRaV-2, -5 e -7 não foram detectados. O GLRaV-3 também foi detectado por dot-ELISA e western blot, observando-se a provável proteína capsidial com cerca de 36 kDa. Um fragmento de 340 pb, compreendendo o terminal 3' do gene da polimerase viral de GLRaV-3, foi amplificado por PCR e seqüenciado. As seqüências de nucleotídeos e aminoácidos deduzidos deste isolado apresentaram alta homologia, 95,0 e 97,1%, respectivamente, com outro isolado de GLRaV-3 (NY1).

Mosaic in Senna occidentalis in southern Brazil induced by a new strain of Soybean mosaic virus

Plants of Senna occidentalis (sin. Cassia occidentalis) with mosaic symptoms were collected near a soybean (Glycine max) field where some plants exhibited symptoms of mosaic and blistering. A preliminary examination of leaf tissue from diseased S. occidentalis by electron microscopy revealed the presence of pinwheel inclusions as well as long flexuous particles, indicating the presence of a potyvirus. Host range, serology, and amino acid sequence from this potyvirus were similar to those from other Brazilian isolates of Soybean mosaic virus (SMV). The 3'- terminal region of the genomic RNA was cloned and a cDNA sequence of 1.9 kb upstream of the poly (A) tract was determined. The sequence contains a single open reading frame and a 3'- non-translated region (NTR) of 259 bp. The nucleotide sequence of the CP gene of SMV-Soc was 98% identical to that of Brazilian isolates SMV-B, SMV-L, and SMV-FT10. The percentage of nucleotide identity of their 3'-NTR's was 91, 98, and 99% in relation to SMV-L, SMV-B, and SMV-FT10, respectively. In contrast to other Brazilian SMV isolates studied, SMV-Soc was able to infect sunflower (Helianthus annuus). Based on these results, the S. occidentalis isolate was identified as a new strain of SMV belonging to the SMV strain, group G5 and was named SMV-Soc. This is the first report of naturaly occurring SMV infecting plants of S. occidentalis in Brazil, adding this weed as a new source of SMV in the field.

Detection and partial characterization of an isolate of Groundnut ringspot virus in Solanum sessiliflorum

The cubiu (Solanum sessiliflorum) fruit, originating in the Amazon basin, is commonly used in that region for food, medicine, and cosmetics. In an experimental culture of cubiu, in order to evaluate its adaptation to conditions in the Northern region of the state of Rio de Janeiro, it was observed plants with mosaic symptoms. A cubiu plant was collected and analyzed to identify the etiological agent. After mechanical passage through a local lesion host, a host range test was performed. The virus induced chlorotic local lesions in Chenopodium quinoa, necrotic local lesions in Gomphrena globosa, mosaic in S. sessiliflorum, leaf and stem necrosis in tomato (Lycopersicon esculentum) 'Rutgers', mosaic and leaf distortion in Datura stramonium and Physalis floridana, and necrotic local lesions followed by systemic necrosis and plant death in four Nicotiana species. Electron microscopic observations of ultra thin sections from infected cubiu leaves showed the presence of spheroidal, membrane-bound particles typical of tospovirus species. Analysis of the nucleocapsid protein from concentrated virus particles indicated the presence of a 28 kDa protein. RT-PCR was performed after total RNA extraction from infected IPA-6 tomato leaves. A fragment of approximately 0,8 kbp corresponding to the N gene was amplified, cloned and sequenced. The N protein from the cubiu isolate was 95% homologous to the Groundnut ringspot virus (GRSV) protein, and no more than 85% homologous to those from Zucchini lethal chlorosis virus (ZLCV) and Chrysanthemun stem necrosis virus (CSNV), Tomato spotted wilt virus (TSWV), and Tomato chlorotic spot virus (TCSV). This is the first report of the occurrence of GRSV (or any other plant virus) in cubiu.

Detection and coat protein gene characterization of an isolate of Grapevine virus B from corky bark-affected grapevines in Southern Brazil

An isolate of Grapevine virus B (GVB), obtained by indexing Vitis labrusca and V. vinifera grapevines on the indicator LN33, was transmitted mechanically to several Nicotiana species. The virus was partially purified from N. cavicola and the coat protein estimated at 23 kDa by SDS-PAGE. In negatively stained leaf extracts of experimentally inoculated N. cavicola and N. occidentalis, flexuous particles with cross banding were observed, predominantly measuring 750-770 x 12 nm, with a modal length of 760 nm. Decoration indicated a clear, positive reaction against AS-GVB. In DAS-ELISA, GVB was detected in N. cavicola and grapevine extracts, and Western blots showed homologous and cross reaction of GVB and GVA antisera with GVB coat protein. Using specific primers for GVB, a fragment of 594 bp, comprising the coat protein gene coding for 197 amino acids, was amplified by RT-PCR with viral RNA extracted from GVB-infected N. occidentalis. The nucleotide and the deduced amino acid sequences of the coat protein gene showed high identities with Italian and Japanese isolates of GVB.

Caracterização do Tomato chlorotic spot virus isolado de jiló no Vale do Paraíba, Estado de São Paulo

Os tospovírus são responsáveis por perdas significativas em diversas culturas, principalmente solanáceas. No município de São José dos Campos (SP), plantas de jiló (Solanum gilo) apresentando sintomas de mosaico, bolhosidades, nanismo e queda acentuada da produção foram coletadas para análise. Visando a caracterização do agente causador dos sintomas, testes biológicos, elétrono microscópicos, sorológicos e moleculares foram realizados. Através de inoculação mecânica em plantas indicadoras das famílias Amaranthaceae, Chenopodiaceae e Solanaceae obtiveram-se resultados típicos aos esperados para tospovírus. Ao microscópio eletrônico de transmissão, observaram-se, em contrastação negativa, partículas pleomórficas com diâmetro entre 80 e 110 nm e em cortes ultra-finos partículas presentes em vesículas do retículo endoplasmático. Através de DAS-ELISA, identificou-se o Tomato chlorotic spot virus (TCSV). A partir de RNA total extraído de folhas infetadas, amplificaram-se, via RT-PCR, fragmentos correspondentes ao gene da proteína do capsídeo (cp) os quais foram seqüenciados e comparados com outros depositados no "GenBank". A homologia de nucleotídeos e aminoácidos deduzidos foi respectivamente de 99 e 95% quando comparada com seqüências de isolados de TCSV. A comparação com as outras espécies do gênero Tospovirus apresentou valores de homologia entre 72 e 84%. Estes resultados confirmam a identidade deste vírus como pertencente à espécie TCSV, que é predominante no Estado de São Paulo e importante patógeno de outras plantas cultivadas. Além disso, variedades de jiló quando inoculadas foram susceptíveis tanto ao TCSV como às espécies Tomato spotted wilt virus (TSWV) e Groundnut ringspot virus (GRSV).

Propriedades moleculares de um isolado brasileiro do Southern bean mosaic virus

Um isolado do Southern bean mosaic virus (SBMV), gênero Sobemovirus, encontrado em feijoeiro (Phaseolus vulgaris) no Estado de São Paulo, foi purificado e algumas de suas propriedades moleculares determinadas. As partículas virais apresentam diâmetro de 28-30 nm e proteína capsidial com massa molecular estimada em 30 kDa. Das partículas virais foi extraído RNA de vários tamanhos (4,2 Kb, 3,1 Kb, 2,65 Kb, 2,15 Kb, 1,64 Kb, 1,36 Kb e 1,0 Kb) sendo aquele de 4,2 Kb o RNA genômico e o de 1,0 Kb supostamente um subgenômico que codifica para a proteína capsidial. Ácidos ribonucleicos de mesmo tamanho foram também detectados in vivo, indicando estar associados à replicação viral. Na análise do RNA de fita dupla (dsRNA), somente duas espécies foram detectadas (4,2 Kpb e 1,0 Kpb) correspondendo às formas replicativas do RNA genômico e do subgenômico para proteína capsidial. Os resultados indicam que somente estes dois RNA são replicados por meio de formas replicativas (RFs), enquanto os demais devem ser formados talvez por iniciação interna da fita negativa do RNA genômico. O SBMV-B SP apresentou propriedades moleculares análogas àquelas do SBMV descrito na América do Norte.

Detecção de um isolado de Grapevine virus A e caracterização do gene da proteína capsidial

O Grapevine virus A (GVA) está associado à "Acanaladura do lenho de Kober", uma doença do complexo rugoso da videira (Vitis spp.). Neste trabalho, um isolado brasileiro de GVA (GVA-RS) foi caracterizado biologicamente por transmissão mecânica para cinco hospedeiras herbáceas e por enxertia na videira indicadora cv. Kober 5BB, e também por sorologia. O RNA total foi extraído de videira infetada cv. Pirovano 65. Para a RT-PCR, dois pares de oligonucleotídeos foram utilizados. Dois fragmentos de DNA, 430 e 451 pb, apresentando sobreposição parcial de nucleotídeos, foram amplificados por PCR. A seqüência do gene da proteína capsidial do GVA-RS com 597 nucleotídeos e 198 aminoácidos deduzidos, com massa molecular calculada de 21,6 kDa, foi alinhada a outros isolados virais. As seqüências de nucleotídeos e aminoácidos deduzidos do GVA-RS apresentaram maior identidade, 91,4% e 95,4%, respectivamente, com um isolado italiano. O GVA-RS apresentou expressiva divergência dos Vitivirus Heracleum latent virus (HLV), Grapevine virus B (GVB) e Grapevine virus D (GVD), com identidade de nucleotídeos variando de 76% a 83,1%.

Caracterização do gene da proteína capsidial de dois isolados, patologicamente distintos e sorologicamente semelhantes, do Grapevine virus B em videiras no Estado de São Paulo

No presente trabalho, descreve-se a caracterização do gene codificador da proteína capsidial de dois isolados sintomatologicamente distintos do Grapevine virus B (GVB). Para isto, RNA totais foram extraídos de folhas e pecíolos de videiras (Vitis spp.) infetadas, cultivares Rubi (GVB-C SP) e Itália (GVB-I SP) e utilizados para amplificar, por RT/PCR, um fragmento entre as posições 6425 e 7118 (694 nucleotídeos, nt) do RNA do GVB ("GenBank", acesso X75448). O fragmento obtido inclui o gene da proteína capsidial (594 nt) codificando 197 aminoácidos com massa molecular estimada em aproximadamente 21.600 Da. A seqüência do GVB-C SP apresentou maior similaridade de nucleotídeos e aminoácidos deduzidos com o isolado italiano (acesso X75448), enquanto que o GVB-I SP foi mais similar a um outro isolado brasileiro do GVB descrito no Rio Grande do Sul (GVB BR1, acesso AF438410). Os dois isolados paulistas do GVB podem ser diferenciados por digestão com a enzima de restrição EcoRI, uma vez que há um sítio interno no GVB-C SP que está ausente no isolado GVB-I SP.

Caracterização do gene da proteína capsidial do Grapevine virus A em videiras afetadas pela acanaladura do lenho de Kober no Estado de São Paulo

O presente trabalho caracteriza o gene codificador da proteína capsidial do isolado do Grapevine virus A (GVA) encontrado no Estado de São Paulo (GVA-SP). RNA total foi extraído de folhas e pecíolos de plantas de videira (Vitis spp.) da variedade 'Kober 5BB' e submetido a RT-PCR usando oligonucleotídeos desenhados para amplificar um fragmento entre as posições 6409 e 7175 do RNA do GVA ("GenBank", acesso X75433). Foi obtido um fragmento de tamanho esperado (767 nt) que inclui o gene da proteína capsidial, codificando 198 aminoácidos. A seqüência do GVA-SP apresentou similaridade de nucleotídeos e aminoácidos de, respectivamente, 86-92,3% e 94,5-98% com isolados do GVA da Europa, África e Japão (Acessos X75433, AF441234, AF007415, AB039841) e da região Sul do Brasil (Acesso AF494187), sendo, entretanto, mais similar aos isolados africano e italiano.

Expressão em Escherichia coli da proteína capsidial do Watermelon mosaic virus e produção de anti-soro

Um anti-soro policlonal específico para Watermelon mosaic virus (WMV) foi produzido por meio da imunização de coelhos com proteína capsidial purificada, expressa in vitro em células de Escherichia coli. O gene cp foi amplificado via RT-PCR utilizando oligonucleotídeos específicos, a partir de RNA viral extraído de preparações virais concentradas. O fragmento amplificado foi clonado em pBLUESCRIPT KS+ e completamente seqüenciado para confirmação de sua identidade e integridade. Em seguida, o fragmento foi subclonado no vetor de expressão pRSET-A. Plasmídeos recombinantes foram utilizados para a expressão da proteína capsidial em E. coli BL21::DE3. A proteína foi purificada por meio de cromatografia de afinidade em coluna de Ni+-NTA, a partir de proteínas totais extraídas de E. coli. Uma vez purificada, a proteína foi quantificada e utilizada para imunização dos coelhos. O anti-soro foi testado quanto a sua especificidade e sensibilidade em testes de Western blot, DAS-ELISA, imunodifusão e ELISA indireto. Todos os testes demonstraram que o anti-soro produzido a partir da expressão in vitro da proteína capsidial é altamente específico para a detecção do WMV em extratos foliares, não tendo sido observada nenhuma reação heteróloga interespecífica.

Caracterização da região 5'-terminal de um isolado brasileiro do Southern bean mosaic virus

O presente trabalho caracteriza a região 5'-terminal de um isolado do Southern bean mosaic virus encontrado no Estado de São Paulo (SBMV-SP). O RNA foi extraído de partículas virais purificadas e submetido a RT-PCR usando oligonucleotídeos desenhados para amplificar cerca de 590 nt da região 5'-terminal do RNA viral. Foi obtido um fragmento de tamanho esperado que, após clonagem e seqüenciamento, mostrou a existência de uma região não codificadora com 92 nt e a primeira ORF, começando no primeiro AUG (posição 93) e terminando no códon UGA na posição 534. Na região não codificadora foi detectado um segmento parcialmente complementar ao RNA ribossomal 18S. A ORF1 codifica uma proteína de 147 aminoácidos com massa molecular estimada de 17080 Da. A extremidade 3' da ORF1 sobrepõe a extremidade 5' da ORF2 em 34 nucleotídeos. Os resultados obtidos indicam que a região 5'-terminal do RNA do SBMV-SP é similar ao isolado Arkansas (SBMV-ARK) descrito na América do Norte.