코로나바이러스 S 단백질로 Pseudotype된 VSVVSV Pseudotyped with Coronavirus Spike (S) Protein

코로나바이러스의 세포 진입을 위하여 S 단백질을 어떻게 사용하는지에 대한 연구는 질병 예방 및 치료 요법 개발에 중요합니다. 그러나 SARS-CoV-2와 같은 위험한 균주의 경우 대부분의 연구자들이 갖추기 힘든 biosafety level 3 (BSL-3) 실험실이 필요하기 때문에 살아있는 바이러스의 사용에 기술적인 어려움이 있습니다.

대안은 세포 도입 분석 방법에 코로나바이러스 S 단백질로 pseudotype된 재조합 VSV를 사용하는 것입니다. 코로나바이러스처럼 VSV는 enveloped 바이러스입니다. 재조합 VSV를 패키징할 때 S 단백질이 VSV envelope에 도입될 수 있습니다. 그 결과 생성된 pseudotype된 VSV는 표면에 표시된 코로나바이러스 S 단백질에 의하여 코로나바이러스 세포 진입 메커니즘을 모방하여 적절한 receptor를 보유한 호스트 세포로 진입할 수 있게 됩니다. 재조합 VSV는 매우 안전하며, 어떠한 유형의 코로나바이러스 유래의 야생형 또는 돌연변이 S 단백질로도 pseudotype될 수 있습니다.

VectorBuilder는 다양한 코로나바이러스 종의 S 단백질들로 pseudotype된 다양한 VSV 벡터를 제공합니다. EGFP 또는 luciferase와 같은 다른 리포터를 발현할 수 있는 다양한 벡터를 사용하여, 다양한 방법을 통해 호스트 세포로의 바이러스 진입을 모니터링할 수 있습니다.

서비스 세부 사항
기술적인 정보
주문 방법

서비스 세부 사항

가격 및 소요 시간
Scale Application Titer Volume Price (USD) Turnaround 
VSV pseudotyped with VSV G
Medium Cell culture >107 PFU/ml 1 ml (10x100 ul) $899 35-42 days
Large >108 PFU/ml $1,299
Ultra-purified medium Cell culture & in vivo >108 PFU/ml 500 ul (5x100 ul) $1,599
Ultra-purified large 1 ml (10x100 ul) $3,599
VSV pseudotyped with SARS-CoV-2 S protein and its variants (Luc or EGFP as transgene)
Medium Cell culture >106 PFU/ml 1 ml (10x100 ul) $1,799 28-35 days
Large >107 PFU/ml $2,599
VSV pseudotyped with SARS-CoV-2 S protein and its variants (other transgenes)
Medium Cell culture >106 PFU/ml 1 ml (10x100 ul) $1,799 42-56 days
Large >107 PFU/ml $2,599

PFU = Plaque forming units

결과물
For non-ultra-purified scales For ultra-purified scales
Your custom VSV Your custom VSV

Free: control virus

  • Medium: >107 PFU/ml, 2x100 ul
  • Large: >108 PFU/ml, 2x100 ul

  Add-on purchase (optional): ultra-purified control virus

  • Ultra-purified medium: >108 PFU/ml, 5x100 ul, at $600
  • Ultra-purified large: >108 PFU/ml, 10x100 ul, at $1200
Pseudotyping에 사용되는 VSV 벡터의 유형

이론적으로, 모든 VSV 벡터가 pseudotype 될 수 있습니다. 다음과 같이 맞춤형 VSV 벡터를 생성할 수 있습니다.

Vector Picker

Pseudotyping에 사용되는 VSV 벡터의 Map

적합한 벡터를 찾을 수 없는 경우 다음과 같이 맞춤형 VSV 벡터를 만들 수 있습니다.

당사의 온라인 디자인 툴을 사용하여 벡터 디자인하기
벡터 디자인 요청하기
Pseudotyping에 사용되는 Spike (S) 단백질들의 유형

코로나바이러스는 자연에 매우 널리 퍼져 있는 방대한 바이러스들의 그룹으로, 사실상 검사된 거의 모든 포유류와 조류를 감염시킬 수 있습니다. 지금까지 수백 종의 코로나바이러스가 알려졌습니다. 이들 중 수십 종은 인간, 가축, 애완 동물 또는 동물모델을 감염시키거나 이들 바이러스들과 진화적으로 밀접한 관련이 있기 때문에 중요하다고 볼 수 있습니다. 이 중요한 코로나바이러스 종들의 phylogenetic tree는 다음과 같습니다.

중요한 코로나바이러스 종들의 phylogenetic tree

중요한 coronavirus 종들에 대한 더 상세한 정보는 아래의 표에 열거되어 있습니다.

중요한 coronavirus 종들의 리스트

VectorBuilder는 위의 코로나바이러스 종들의 S 단백질에 의해 pseudotype된 VSV들을 제공합니다. 이외의 S 단백질에 의한 pseudotyping도 요청할 수 있습니다.

SARS-CoV-2 S 단백질을 사용한 pseudotyping을 위하여 아래의 표와 같은 여러 옵션들을 제공합니다.

현재 제공되는
SARS-CoV-2 S 단백질의 변종들

또한 VectorBuilder는 바이러스 envelope 단백질이 없는 bald 렌티바이러스를 제공하며, 이는 negative control로 사용될 수 있습니다.

기술적인 정보

Mechanism of coronavirus cell entry

바이러스가 호스트 세포에 들어가는 첫번째 단계는 세포 표면에 부착하는 것입니다. 이는 바이러스의 특정한 receptor 단백질이 호스트 세포막에 존재하는 상보적인 receptor에 결합함으로써 이루어집니다. 외부 층으로 지질 이중막을 갖는 코로나바이러스 및 렌티바이러스와 같은 외피 보유 (enveloped) 바이러스의 경우, 바이러스 receptor 단백질이 외피에 박혀서 바깥쪽으로 돌출되어 있습니다. 지질막 대신에 단백질 capsid 외피를 외부 층으로 갖는 아데노바이러스 및 AAV와 같은 외피가 없는 (non-enveloped) 바이러스의 경우 바이러스 receptor는 capsid의 일부로 존재합니다.

코로나바이러스의 경우 바이러스 envelope에 박혀 있는 spike (S) 단백질이 호스트 세포 표면의 receptor에 결합을 합니다. 또한 이 S 단백질은 바이러스 envelope이 호스트 세포막에 융합되어 세포로 바이러스가 유입되도록 합니다. 코로나바이러스라는 이름은 S 단백질이 외부로 돌출한 모양이 바이러스가 왕관 또는 후광과 같은 모습으로 보이게 하는 데서 유래되었습니다.

코로나바이러스는 다양한 호스트 종에 대해 매우 다른 tropism을 나타내는 많은 바이러스들로 구성된 큰 그룹의 바이러스입니다. 따라서 특정한 코로나바이러스 종은 일반적으로 하나 또는 몇 개의 호스트 종만 효과적으로 감염시킬 수 있습니다. 이 tropism은 특정 바이러스 유형의 S 단백질이 호스트 종의 타겟 receptor에 특이적으로 결합하기 때문에 나타납니다. 예를 들어, COVID-19 및 SARS의 원인이 되는 바이러스인 SARS-CoV-2 및 SARS-CoV는 S 단백질이 인간의 호흡기관 상피세포의 표면에 존재하는 angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) receptor와의 결합을 통해 인간을 감염시키게 됩니다. 반면에, MERS의 원인이 되는 MERS-CoV는 dipeptidyl peptidase-4 (DPP4) receptor와의 결합을 통하여 인간 세포로 진입합니다.

실험적인 검증

당사에서는 pseudotyping 방법을 최적화하기 위한 다수의 자체적인 기술을 개발했습니다. 그 결과, 당사의 최적화된 바이러스는 기존의 다른 방법들과 비교할 때 훨씬 더 높은 transduction 효율을 나타냅니다. 당사의 바이러스에 대한 광범위한 실험적 검증을 수행했습니다. SARS-CoV-2 S 단백질과 D614G 변이를 가진 SARS-CoV-2 S 단백질로 pseudotype된 VSV는 인간 ACE2 receptor를 높은 수준으로 발현하는 BHK-21 세포를 효율적으로 transduction할 수 있지만, ACE2 발현이 안되거나 낮은 BHK-21 세포는 transduction할 수 없음을 형광 reporter를 이용하여 보여주고 있습니다 (Figure 1).

S-pseudotyped VSV D614G S-pseudotyped VSV

BHK-21 cell line BHK-21-ACE2 cell line

Figure 1.SARS-CoV-2 S 단백질과 SARS-CoV-2 S 단백질의 D614G 변이로 pseudotype된 VSV가 인간 ACE2 receptor를 발현하는 BHK-21 세포를 특이적으로 감염시키는 것을 보여줍니다. 이미지는 transduction 24시간 후의 결과입니다. 배율: 100x