One-Stage Polymerase Chain Reaction for the Comprehensive Detection of Type D Retrovirus Provial DNA

Type D Retrovirus 감염의 포괄적 검색을 위한 One-Stage 중합효소 연쇄반응법의 개발

To develop the polymerase chain reaction (PCR) for the detection of type D simian retrovirus (SRV) infection, an oligonucleotide primer pair was designed to hybridize to the sequences within env gene of SRV subtype 1 (SRV-1). The 3' proximal env sequences annealing to the primers had been rather conserved among three different subtypes of SRV, SRV-1, SRV-2, and SRV-3 (Mason-Pfizer Monkey Virus: MPMV). The PCR using the primer pair targeting an env region successfully detected and amplified all three subtypes of SRV with excellent specificity after single round of reaction. The tests with peripheral blood mononuclear cells infected either with simian immunodeficiency virus or simian T-Iymphotropic virus type 1, major immunosuppressive viral agents together with SRV in simian, verified the specificity of the PCR by excluding any cross reactivity. Semiquantitative titration PCR, amplifying serially diluted plasmid DNA of each subtype, was performed to evaluate sensitivity limits of the reaction. Based on molecular weight of each cloned SRV genome, the PCR should be able to detect one SRV-infected cell per more than $5-7{\times}10^4$ uninfected cells after simple ethidium bromide staining of resulting products. The PCR must be very efficient screening system with its quickness, certainty, and sensitivity for SRV-infected animals used in human AIDS research model. Second round amplification of the reaction products from the first PCR, or Southern hybridization by radiolabeled probes shall render to compete its efficacy to ELISA which has been the most sensitive technique to screen SRV infection but with frequent ambiguity problem.

본 연구에서는 영장류에서 감염성 면역결핍 증상을 일으키는 type D simian retrovirus (SRV)를 검출하기 위해 SRV env 유전자의 특정 지역을 선정하여 증폭, 검색하는 중합효소 연쇄반응 (PCR)법을 개발하였다. 증폭반응의 대상부위인 SRV env 유전자의 3' 후반부는 서로 다른 3 종류의 SRV subtype 1, 2, 그리고 subtype 3에 걸쳐 높은 보존율을 보이고 있다. 반응 결과, 1차 PCR 만으로 3 종류의 SRV subtypes를 동시에 검출, 증폭하였으며 SRV와 더불어 영장류에서 감염성 면역결핍을 유도하는 주요 바이러스 simian immunodeficiency virus 또는 simian T-Iymphotropic virus type 1에 감염된 영장류의 peripheral blood mononuclear cells (PBMCs)을 비교, 완전한 증폭 특이성이 확인되었고 교차반응으로 인한 위양성반응은 발견되지 않았다. 한편, 위 증폭반응의 검출 민감도 측정을 위해 준정량적 적정 PCR을 수행하였으며 SRV 게놈과 증폭 대상 부위의 분자량을 기준으로 한 본 PCR법의 검출 한계는 단 한번의 증폭과 간단한 ethidium bromide 염색만으로 적어도 $5-7{\times}10^4$ 개의 PBMCs 중 한 개의 감염세포를 검출할 수 있는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 확인된 신속성과 반응 특이성, 그리고 높은 민감도의 본 PCR 법은 현재 유일한 AIDS 연구모델인 영장류의 SIV 감염 연구 전후에 반드시 필요한 효과적인 SRV 감염검색에서 ELISA법의 위양성에 의한 약점을 보완하고 보다 높은 검출 민감도를 확보함으로써 연구모델 실험의 오류를 최소화하는 데 중요한 역할을 하게 될 것이다.