Funktionelle Analyse der Inhibierung der Wirtszell-Apoptose durch das Coxiella burnetii Typ IV Sekretionssystem Effektor-Protein AnkG

• Antragstellerin: Professorin Dr. Anja Lührmann
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398099936

Coxiella burnetii ist ein obligat intrazellulärer Gram-negativer Erreger mit weltweiter Prävalenz, mit Ausnahme von Neuseeland. Etwa 40% der infizierten Menschen entwickeln akutes Q-Fieber, eine leichte grippeähnliche Erkrankung, die sich zu einer interstitiellen Pneumonie oder Hepatitis entwickeln kann. 2 - 5 % aller Infizierten entwickeln Jahre nach der Primärinfektion chronisches Q-Fieber, welches sich primär als Endokarditis manifestiert und potenziell letal verläuft. Bisher sind Faktoren, die für die Chronizität des Q-Fiebers verantwortlich sind, weitgehend unbekannt. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass die Fähigkeit, die Vitalität der Wirtszelle zu erhalten, wichtig für die Etablierung einer persistierenden Infektion ist. Dafür ist ein Typ IV Sekretionssystem (T4SS) essentiell, über das Effektor-Proteine in das Wirtszell-Zytosol injizieren werden, um die Signalwege in der Wirtszelle zu manipulieren. Bisher wurden vier anti-apoptotische C. burnetii T4SS Effektor-Proteine, AnkG, CaeA, CaeB und IcaA identifiziert. Der vorliegende Förderantrag konzentriert sich auf die weitere Charakterisierung der molekularen Wirkmechanismen des anti-apoptotischen Effektor-Proteins AnkG.In unseren Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass AnkG ein Isolat-spezifischer Virulenz-Faktor ist. Weiterhin haben wir durch Co- und RNA-Immunpräzipitationen nachweisen können, dass AnkG an das Wirtszell-Protein DExD Box RNA Helicase 21 (DDX21) sowie an die 7SK, eine kleine nukleäre RNA, bindet. AnkG manipuliert den 7SK Small Nuclear Ribonucleoprotein (7SK snRNP) Komplex, ein wichtiger Regulator des positiven Transkriptionsfaktors b (P-TEFb), was zu signifikanten Veränderungen in der Wirtszelltranskription führt und das Überleben der Wirtszellen sicherstellt. Weiterhin zeigen unsere Daten, dass AnkG wesentlich ist für die Hemmung der Wirtszell-Apoptose und für die effiziente intrazelluläre Vermehrung von C. burnetii. Da DDX21 und P-TEFb essentiell für die AnkG-vermittelte Hemmung der Wirtszell-Apoptose sind, werden wir im Rahmen dieser Studie, den molekularen Wirkmechanismus von AnkG und seine Funktion in der C. burnetii Pathogenese weiter analysieren. Zunächst werden wir die Transkriptionsaktivität von AnkG genauer charakterisieren und die Rolle von DDX21 und dem 7SK snRNP Komplex während der C. burnetii-Infektion untersuchen. Unsere vorläufigen Daten deuten weiter darauf hin, dass AnkG die subzelluläre Lokalisation und Aktivität des Transkriptionsfaktors TFEB, eines Hauptregulators der Autophagie und der Lysosomalen Biogenese, verändert. Daher werden wir untersuchen, wie AnkG die Lokalisation von TFEB manipuliert und welche funktionelle Konsequenz dies für die Reifung der C. burnetii-haltigen Vakuole hat.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen