Viirused on võimsad geeneetilisematerjali rakkutoimetamise vahendajad.
Rekombinantsetel viirusgenoomidel põhinevate ekspressioonisüsteemide arv kasvab
kiiresti ning igal aastal luuakse juurde üha uusi ja edasiarenenud süsteeme. Kursuse
teaduslikuks eesmärgiks on anda osalejatele ajakohast informatsiooni sellest valdkonnast
ning õpetada tehnikaid sagedamini kasutatavate viirus-ekspressioonisüsteemide loomisest
ning tuua näiteid ka nende kasutamisvõimalustest.
Kursus koosneb teoreetilisest ja praktilisest osast. Loengute läbiviimiseks kutsutakse
antud ala tipp-spetsialistid, kes annavad ülevaadet geeniteraapia- ja
ekspressioonivektoritena kasutatavate viiruste molekulaarbioloogiast ja praktilistest
rakendamisest (herpes-, lenti-, flavi-, gripi-, ja negatiivse polaarsusega RNA genoomiga
viirused). Praktilises osas keskendutakse neljal viirus-põhisel ekspressioonisüsteemil
(rekombinantsete viiruste konstrueerimine, aga ka valmis tehtud viirusvarude kasutamine):
1. Adenoviirusel põhinev ekspressioonisüsteem. Rekombinantsed adenoviirused
konstrueeritakse kasutades AdEasy tehnoloogiat. Adenoviirus-vahendatud
ekspressiooni võrreldakse alfaviirus-vahendatud ekspressiooniga erinevates
rakuliinides.
2. Bacüloviirusel põhinev ekspressioonisüsteem annab võimaluse saada väga kõrge
rekombinantse valgu saagis putukarakkudes. Tudengitele pakutakse võimalus
sooritada kõik baculoviiruse konstrueerimise etapid ning kasutada valmis tehtud
viirusvaru rekombinantse valgu ekspresseerimiseks. Baculoviiruse toime
peremeesraku ainevahetusele võrreldakske teiste viirusvektoritega.
3. Lentiviirusel põhinev ekspressioonisüsteem. Lentiviiruspartiklite konstrueerimine ja
puhastamine. Antud töö eesmärgiks on näidata rekombinantsete viirusosakeste
kontsentreerimise ja puhastamise meetodit ning anda ülevaade nende praktilisest
kasutamisest potentsiaalsete vaktsineerimisvahenditena.
4. Alfaviirusel põhinev ekspressioonisüsteem. Tudengid õpivad rekombinantsete
alfaviiruse genoomide ülesehitust ja valmistamist, kasutades Semliki Forest viiruse ja
Chikungunya viiruse replikonvektoreid. Konstrueeritakse Chikungunya viiruse
mittetsütotoksilist replikoni sisaldav stabiilne rakuliin, et näidata viirusvektorite
kasutamisvõimalust potentsiaalsete inhibiitorite välja sõelumiseks.
Viruses are powerful gene delivery agents. The number of expression systems based on
recombinant virus creation is rapidly growing and new advanced systems and applications
are developed every year. The scientific aim of the course is to give up-to-date information
on the subject and teach the techniques for using few of the most common viral expression
vector systems and their use in several spheres.
The course will consist of theoretical and practical parts. The lectures will be given by
the most outstanding experts of the field to give an overview on the molecular biology and
practical applications of the major groups of viruses used as expression and/or gene
therapy vectors (herpes-, lenti-, flavi-, influenza-, and negative-strand RNA viruses). The
practical part will focus on four different types of virus-based expression systems and their
comparison with each other (construction of recombinant viruses, as well as experiments
with ready-made recombinant viruses using different cell types):
1. Adenovirus-based expression system. The recombinant adenoviruses will be
constructed using the AdEasy technology. Adenovirus-mediated expression will be
compared to alphavirus based expression in different cell lines.
2. Baculovirus-based expression system offers a high yield of recombinant protein
expression and a correct folding of protein. Students will have a possibility to perform
all steps of a recombinant baculovirus creation, and to use the pre-made baculovirus
vector for expression of recombinant protein. Effects on host cell metabolism will be
compared to other viral vectors.
3. Lentivirus-based expression system. Construction and purification of lentivirus-based
particles. The aim of the study is to demonstrate the procedure of concentration and
purification of recombinant viral particles and to evaluate the use of the heterologous
epitopes bearing lentiviral particles as potential vaccine delivery systems.
4. Alphavirus-based expression system. Students will learn the technique and design of
recombinant alphavirus genomes using Semliki Forest virus and Chikungunya virus
replicon vectors. Non-cytotoxic Chikungunya replicon containing stable cell line will
be used to demonstrate the possibility to use viral vectors for screening of potential
inhibiting compounds.