Microinjection of Xenopus Laevis Oocytes

Microinjection of Xenopus laevis oocytes followed by thin-sectioning electron microscopy (EM) is an excellent system for studying nucleocytoplasmic ...

Microinjection of Xenopus laevis oocytes is an excellent system for studying nuclear transport because of the large size of the oocyte and its high nuclear pore complex (NPC) density. In addition, the fact that Xenopus oocytes are not permissive for most mammalian viruses makes this system especially useful for studying nuclear transport of viruses in the absence of the confounding factor of virus replication. In this article, we briefly discuss the contribution of microinjection of Xenopus oocytes to the field of nuclear transport. We then describe the protocols we have developed using microinjection of Xenopus oocytes to study nuclear transport of viral capsids, and summarize variations of the technique that can be used to address many different questions about the nuclear transport of viruses.

Microinjection of Xenopus laevis oocytes as a system for studying nuclear transport of viruses.

Microinjection der Xenopus Laevis Eizellen ist ein ausgezeichnetes System f&uuml;r das Studium von Nukleartransporten wegen der Gr&ouml;&szlig;e der Eizelle und seine hohe nukleare komplexe (NPC) Porendichte. Dar&uuml;ber hinaus macht die Tatsache, dass Xenopus Oocytes nicht f&uuml;r die meisten S&auml;ugetier-Viren permissive dieses System besonders f&uuml;r nukleare Transport von Viren in Ermangelung der verzerrender Faktor der Virus-Replikation zu studieren. In diesem Artikel diskutieren wir kurz den Beitrag der Microinjection der Xenopus Oocytes auf dem Gebiet der Nukleartransporten. Dann beschreiben wir die Protokolle, die wir entwickelt haben, mit Microinjection der Xenopus Oocytes nukleare Transport von viralen Capsids zu studieren und Variationen dieser Technik, die verwendet werden k&ouml;nnen, um viele verschiedene Fragen &uuml;ber den nuklearen Transport von Viren zusammenfassen.

Microinjection der Xenopus Laevis Eizellen als System f&uuml;r nukleare Transport von Viren zu studieren.

Many viruses depend on nuclear proteins for replication. Therefore, their viral genome must enter the nucleus of the host cell. In this review we briefly summarize the principles of nucleocytoplasmic transport, and then describe the diverse strategies used by viruses to deliver their genomes into the host nucleus. Some of the emerging mechanisms include: (1) nuclear entry during mitosis, when the nuclear envelope is disassembled, (2) viral genome release in the cytoplasm followed by entry of the genome through the nuclear pore complex (NPC), (3) capsid docking at the cytoplasmic side of the NPC, followed by genome release, (4) nuclear entry of intact capsids through the NPC, followed by genome release, and (5) nuclear entry via virus-induced disruption of the nuclear envelope. Which mechanism a particular virus uses depends on the size and structure of the virus, as well as the cellular cues used by the virus to trigger capsid disassembly and genome release. This article is part of a Special Issue entitled: Regulation of Signaling and Cellular Fate through Modulation of Nuclear Protein Import.

How viruses access the nucleus.

Viele Viren h&auml;ngen von nuklearen Proteine f&uuml;r die Replikation. Deshalb muss ihr virale Genom im Zellkern der Wirtszelle eingeben. In diesem Bericht wir fassen kurz zusammen, die Grunds&auml;tze der Nucleocytoplasmic Transport und dann beschreiben die verschiedenen Strategien, die von Viren verwendet werden, um ihre Genome in den Host-Zellkern zu liefern. Einige der aufstrebenden Mechanismen geh&ouml;ren: (1) nukleare Eintrag w&auml;hrend der Mitose, wenn die Kernh&uuml;lle demontiert ist, (2) virale Genom lassen in das Zytoplasma, gefolgt vom Eintrag des Genoms durch den nuklearen Pore-Komplex (NPC), (3) Kapsid Andocken an der zytoplasmatischen Seite der NPC, gefolgt von Genom-Version (4) nukleare Eintrag von intakten Capsids durch den NPC, gefolgt von Genom-Version, und (5) nukleare Eintrag &uuml;ber Virus-induzierte St&ouml;rung der Kernh&uuml;lle. Welche Mechanismen, die ein bestimmter Virus verwendet h&auml;ngt von der Gr&ouml;&szlig;e und Struktur des Virus sowie die zellul&auml;re Signale, die vom Virus zum Ausl&ouml;sen von Kapsid Demontage und Genom-Version verwendet. Dieser Artikel ist Teil einer Spezial-Ausgabe mit dem Titel: Verordnung des Signal- und zellulare Schicksal durch Modulation of Nuclear Protein Import.

Wie Viren den Zellkern zugreifen.

Baculoviruses are one of the largest viruses that replicate in the nucleus of their host cells. During an infection the capsid, containing the DNA viral genome, is released into the cytoplasm and delivers the genome into the nucleus by a mechanism that is largely unknown. Here, we used capsids of the baculovirus Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus in combination with electron microscopy and discovered this capsid crosses the NPC and enters into the nucleus intact, where it releases its genome. To better illustrate the existence of this capsid through the NPC in its native conformation, we reconstructed the nuclear import event using electron tomography. In addition, using different experimental conditions, we were able to visualize the intact capsid interacting with NPC cytoplasmic filaments, as an initial docking site, and midway through the NPC. Our data suggests the NPC central channel undergoes large-scale rearrangements to allow translocation of the intact 250-nm long baculovirus capsid. We discuss our results in the light of the hypothetical models of NPC function.

Nuclear transport of baculovirus: Revealing the nuclear pore complex passage.

Baculoviruses sind einer der gr&ouml;&szlig;ten Viren, die im Kern ihrer Wirtszellen zu replizieren. W&auml;hrend einer Infektion das Kapsid mit das virale DNA-Genom, in das Zytoplasma freigegeben und liefert das Genom in den Zellkern durch einen Mechanismus, der weitgehend unbekannt ist. Hier wir verwendet Capsids des Baculovirus Autographa Californica mehrere Nucleopolyhedrovirus in Kombination mit Elektronenmikroskopie und entdeckte dieses Kapsid kreuzt die NPC und Eintritt in den Zellkern intakt, wo es sein Genom frei. Um die Existenz dieses Kapsid durch den NPC in ihrer nativen Konformation besser zu veranschaulichen, rekonstruieren wir anhand Elektron Tomographie das nukleare Import-Ereignis. Dar&uuml;ber hinaus waren mit verschiedene experimentelle Bedingungen, wir in der Lage, das intakte Kapsid Interaktion mit NPC zytoplasmatischen F&auml;den, als erste docking-Website und zur Halbzeit der NPC zu visualisieren. Unsere Daten schl&auml;gt vor, der NPC-Zentralkanal gro&szlig; angelegte Umlagerungen Translokation von der intakten 250-nm lange Baculovirus-Kapsid erm&ouml;glichen erf&auml;hrt. Wir besprechen unsere Ergebnisse im Lichte der hypothetische Modelle der NPC-Funktion.

Article	Year
Microinjection of Xenopus laevis oocytes as a system for studying nuclear transport of viruses. Methods (San Diego, Calif.)\| PubMed ID: 20138149	2010
How viruses access the nucleus. Biochimica et biophysica acta\| PubMed ID: 21167871	2011
Nuclear transport of baculovirus: Revealing the nuclear pore complex passage. Journal of structural biology\| PubMed ID: 22100338	2012

Shelly Au

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