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Bacterial Type IV Secretion (T4S): Cellular, Molecular, and Evolutionary Basis of the Subversion of Host Cell Functions by Translocated Effector Proteins

English title Bacterial Type IV Secretion (T4S): Cellular, Molecular, and Evolutionary Basis of the Subversion of Host Cell Functions by Translocated Effector Proteins
Applicant Dehio Christoph
Number 201273
Funding scheme Project funding
Research institution Abteilung Mikrobiologie Biozentrum Universität Basel
Institution of higher education University of Basel - BS
Main discipline Molecular Biology
Start/End 01.04.2021 - 31.03.2024
Approved amount 906'000.00
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Keywords (23)

FIC domain; VirB system; Type III secretion system; AMPylation; BaGTA; Protein secretion; YopJ; Chronic infection; Bep; VirD4; Bacterial effector; Structure-function; Bep; Type IV secretion system; Brucella; Bacterial virulence; Bacterial pathogenesis; Bartonella gene transfer agendt; BID domain; Bep intracellular delivery domain; Bartonella; Bartonella effector protein; Bacterial infection

Lay Summary (German)

Lead
Bakterielle Krankheitserreger injizieren oftmals sogenannte Effektorproteine in infizierte Wirtszellen. Das Projekt trägt dazu bei besser zu verstehen wie diese Effektorproteine vom bakteriellen Sekretionsappart erkannt werden und nach Injektion in Wirtszellen gezielt physiologische Prozesse zum Vorteil der Erreger reprogrammieren.
Lay summary

Inhalt und Ziele des Forschungsprojekts

Die nah verwandten bakteriellen Erreger Bartonella und Brucella verursachen chronische Infektionskrankheiten bei Mensch und Tier. Bedeutsam für die Infektionsprozesse dieser Krankheitskeime sind jeweils Effektorproteine - bakterielle Proteine die mit Hilfe einer molekularen Spritze - dem sogenannten Typ IV Sekretionsapparat - in infizierte Wirtszellen injiziert werden. Das Projekt trägt dazu bei auf molekularer Ebene zu verstehen wie (i) diese Effektorproteine vom Typ IV Sekretionsapprat anhand einer spezifischen Signalsequenz erkannt werden und (ii) wie nach der Injektion der Effektorproteine in Wirtszellen diese spezifisch mit zellulären Signalwegen interferieren um die angeborene Immunantwort und andere zelluläre Prozesses zum Vorteil des Erregers zu manipulieren.

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Das Projekt umfasst Grundlagenforschung in einem medizinisch relevanten Kontext. Die Entschlüsselung der molekularen Wirkung von Effektorproteinen in infizierten Wirtszellen trägt bedeutsam zum Verständnis des bakteriellen Infektionsprozesses bei und könnte neue Ansatzpunkte für die Entwicklung innovativer Anti-Infektiva offenlegen.
Direct link to Lay Summary Last update: 18.05.2021

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
173119 Bacterial Type IV Secretion (T4S): Cellular, Molecular, and Evolutionary Basis of the Subversion of Host Cell Functions by Translocated Effector Proteins 01.04.2017 Project funding

Abstract

In the ongoing funding period of SNSF grant 31003A-173119 we are studying the cellular, molecular and evolutionary basis of subversion of host cell functions by type IV secretion (T4S) effector proteins during chronic bacterial infection by the related zoonotic pathogens Bartonella and Brucella. The three-year pro rata temporis extension in the frame of the excellence grant will allow us to extend our studies towards a better understanding (i) of the evolutionary origin and function of these host cell-targeted effector proteins and (ii) of the nature of their signal for T4S-dependent translocation. In Subproject A we will continue the functional characterization of Bartonella effector proteins (Beps) translocated by the VirB T4S system and the structure/function analysis of the BID domain as principle constituent of their T4S signal. Furthermore, we will extend our multidisciplinary studies to an unrelated class of newly identified T4S effectors in Bartonella with homology to a family of widespread type III secretion (T3S) effectors. Furthermore, we will study the role of the Bartonella Gene Transfer Agent (BaGTA) in facilitating adaptive evolution of Beps and associated virulence factors in processes like host adaptation. Subproject B will focus on the functional analysis of effector proteins translocated by the distinct VirB T4S system of Brucella with particular emphasis on delineating the unknown T4S signal. Together, these studies will contribute fundamentally to our molecular understanding of the widespread T4S mechanism in the context of chronic bacterial infections.
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