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A mutant of Asia 1 serotype of Foot-and-mouth disease virus with the deletion of an important antigenic epitope in the 3A protein

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Abstract:

Foot-and-mouth disease is a highly contagious viral disease of cloven-hoofed animals. The availability of a vaccine for differentiating infected from vaccinated animals (DIVA) is crucial for the control and eradication of Foot-and-mouth disease virus (FMDV). Because traditional inactivated vaccines may contain trace nonstructural proteins interfering with the DIVA, we hypothesized that mutant FMDV with deletion of immunodominant epitopes may be valuable. Our previous study has generated a full-length cDNA clone (pBSAs) of FMDV serotype Asia 1 isolated in China. In this study, a B-cell epitope was identified in the 3A region of a nonstructural protein (NSP) by anti-FMDV cattle sera. Furthermore, we generated recombinant FMDV (rvAs-3A14D) by selectively deleting 14 amino acids (position 91-104) in the 3A region of the NSP. Following in vitro transcription and transfection in BHK-21 cells, we successfully rescued the rvAs-3A14D from BHK-21 cells. Characterization of the rvAs-3A14D revealed that the infectivity, antigenicity, and replication kinetics in BHK-21 cells and virulence in mice of the rvAs-3A14D were similar to that of its parent virus. Notably, the mutant rvAs-3A14D only replicated well in BHK-21 but did poorly in primary calf kidney cells. These data suggest that the recombinant FMDV with deletion of this epitope in the NSP may be potentially used as a candidate inactivated vaccine. Therefore, the application of the marker vaccine and differential diagnostic tests may open a promising new avenue for the development of a vaccine for DIVA.

La fièvre aphteuse est une maladie virale hautement contagieuse chez les animaux à pieds fourchus (fissipèdes). La disponibilité d’un vaccin permettant de différencier les animaux infectés des animaux vaccinés (DIVA) est cruciale au contrôle et à l’éradication du virus de la fièvre aphteuse (FMDV, de Foot-and-mouth disease virus). Puisque les vaccins traditionnels à base de virus inactivés peuvent contenir des traces de protéines non structurelles qui interfèrent avec le DIVA, nous avons formulé l’hypothèse qu’un FMDV mutant dont les épitopes immunodominants ont été retirés pourrait être avantageux. Nos travaux précédents avaient permis de générer un clone d’ADNc de pleine longueur (pBSAs) du FMDV du sérotype Asia 1 isolé en Chine. Dans cette étude, un épitope B a été identifié dans la région 3A d’une protéine non structurelle (NSP) par des sérums anti-FMDV bovins. En outre, nous avons généré un FMDV recombinant (rvAs-3A14D) en supprimant de façon sélective 14 acides aminés (position 91-104) de la région 3A de la NSP. À la suite de la transcription in vitro et de la transfection de cellules BHK-21, nous avons réussi à récupérer le rvAs-3A14D des cellules BHK-21. La caractérisation de rvAs-3A14D a révélé que l’infectivité, l’antigénicité et la cinétique de réplication de rvAs-3A14D chez les cellules BHK-21, ainsi que sa virulence chez la souris, étaient similaires à celles du virus d’origine. Notamment, le mutant rvAs-3A14D se répliquait bien dans les cellules BHK-21 seulement, mais faiblement dans les cellules rénales primaires de veau. Ces données suggèrent que le FMDV recombinant comportant une délétion de cet épitope de la protéine NSP pourrait être éventuellement utilisé comme vaccin inactivé candidat. Ainsi, l’application d’un vaccin marqueur et des tests de diagnostic différentiel peut ouvrir une nouvelle avenue, prometteuse au développement d’un vaccin DIVA.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2011

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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