Using Bacterial Effectors to Uncover Innate Immune Mechanisms Restricting Viral Replication in Bat Cells

ProjectÃ' SummaryÃ'  Ã'  BatsÃ' areÃ' importantÃ' reservoirsÃ' forÃ' diverseÃ' viralÃ' pathogensÃ' affectingÃ' humans.Ã' However,Ã' weÃ' haveÃ' aÃ' poorÃ'  understandingÃ'  ofÃ' theÃ'  keyÃ' batÃ'  innateÃ'  immunityÃ' factorsÃ'  thatÃ'  restrictÃ'  virusÃ'  replication.Ã'  FunctionalÃ'  assaysÃ'  thatÃ'  canÃ'  identifyÃ'  batÃ'  factorsÃ'  thatÃ'  areÃ'  trulyÃ'  relevantÃ'  toÃ'  combatingÃ'  virusesÃ'  areÃ'  neededÃ'  toÃ'  understandÃ'  theÃ'  innateÃ'  immuneÃ'  mechanismsÃ' thatÃ' ultimatelyÃ' defineÃ' batÃ' susceptibilityÃ' toÃ' viralÃ' infection.Ã' WhileÃ' historicallyÃ' suchÃ' functionalÃ' screensÃ'  haveÃ'  reliedÃ'  onÃ'  genome-Ã'­wideÃ'  genomicÃ'  editingÃ'  (e.g.Ã'  CRISPR-Ã'­Cas9)-Ã'­Ã'  orÃ'  RNAÃ'  interferenceÃ'  (RNAi)-Ã'­basedÃ'  techniques,Ã' suchÃ' platformsÃ' areÃ' unavailableÃ' forÃ' mostÃ' batÃ' species.Ã' Thus,Ã' newÃ' methodsÃ' forÃ' uncoveringÃ' functionally-Ã'­ relevantÃ' componentsÃ' ofÃ' theÃ' batÃ' immuneÃ' responseÃ' toÃ' virusÃ' infectionÃ' areÃ' needed.Ã' ToÃ' addressÃ' thisÃ' need,Ã' weÃ' haveÃ'  developedÃ'  anÃ'  innovativeÃ'  arbovirusÃ'  "rescue"Ã'  assayÃ'  whereinÃ'  immuneÃ'  evasionÃ'  proteinsÃ'  (IEPs)Ã'  encodedÃ'  byÃ'  mammalianÃ' pathogensÃ' canÃ' beÃ' expressedÃ' inÃ' batÃ' cellsÃ' andÃ' oneÃ' canÃ' assayÃ' forÃ' changesÃ' inÃ' batÃ' cellÃ' susceptibilityÃ' toÃ'  arbovirusÃ' infection.Ã' EnhancementÃ' ofÃ' arbovirusÃ' replicationÃ' afterÃ' expressionÃ' ofÃ' aÃ' candidateÃ' IEPÃ' indicatesÃ' thatÃ' theÃ'  IEPÃ'  likelyÃ'  inhibitsÃ'  batÃ'  immunityÃ'  mechanismsÃ'  thatÃ'  normallyÃ'  restrictÃ'  arbovirusÃ'  replication.Ã'  UsingÃ'  theseÃ'  IEPsÃ'  asÃ'  "tools",Ã'  oneÃ'  canÃ'  thenÃ'  identifyÃ'  theÃ'  batÃ'  immunityÃ'  factorsÃ'  theseÃ'  IEPsÃ'  target.Ã'  Thus,Ã'  thisÃ'  screeningÃ'  methodologyÃ'  providesÃ'  aÃ'  mechanismÃ'  toÃ'  bothÃ'  identifyÃ'  novelÃ'  IEPsÃ'  andÃ'  functionally-Ã'­relevantÃ'  componentsÃ'  ofÃ'  theÃ'  batÃ'  immuneÃ'  response.Ã' ToÃ' discoverÃ' IEPsÃ' thatÃ' promoteÃ' arbovirusÃ' replicationÃ' inÃ' batÃ' cells,Ã' weÃ' willÃ' screenÃ' anÃ' expressionÃ' libraryÃ'  encodingÃ' ~200Ã' bacterialÃ' effectorÃ' proteins.Ã' BacterialÃ' effectorsÃ' areÃ' proteinsÃ' secretedÃ' byÃ' pathogenicÃ' bacteriaÃ' intoÃ'  eukaryoticÃ'  hostsÃ'  cellsÃ'  thatÃ'  modulateÃ'  orÃ'  inhibitÃ'  variousÃ'  eukaryoticÃ'  cellularÃ'  processesÃ'  toÃ'  promoteÃ'  bacterialÃ'  replication.Ã'  ManyÃ'  bacterialÃ'  pathogensÃ'  thatÃ'  replicateÃ'  inÃ' theÃ'  cytoplasmÃ'  ofÃ'  eukaryoticÃ'  hostÃ' cellsÃ'  encodeÃ'  effectorsÃ'  thatÃ' functionÃ' asÃ' IEPs.Ã' Thus,Ã' weÃ' hypothesizeÃ' thatÃ' someÃ' effectorsÃ' mayÃ' suppressÃ' immuneÃ' responsesÃ' thatÃ' restrictÃ'  bothÃ'  bacteriaÃ'  andÃ'  cytoplasmicÃ'  virusesÃ'  suchÃ'  asÃ'  arboviruses.Ã'  Indeed,Ã'  ourÃ'  initialÃ'  screensÃ'  haveÃ'  identifiedÃ'  fourÃ'  effectorsÃ'  thatÃ'  promoteÃ'  theÃ'  replicationÃ'  ofÃ'  fourÃ'  differentÃ'  arbovirusesÃ'  whenÃ'  expressedÃ'  inÃ'  batÃ'  cells.Ã'  WeÃ'  haveÃ'  characterizedÃ' oneÃ' ofÃ' theseÃ' effectorÃ' screenÃ' "hits"Ã' asÃ' aÃ' novelÃ' ubiquitinÃ' ligaseÃ' thatÃ' targetsÃ' anÃ' uncharacterizedÃ' RingÃ'  FingerÃ' (RNF)Ã' Domain-Ã'­containingÃ' proteinÃ' forÃ' degradationÃ' inÃ' eukaryoticÃ' cells.Ã' Importantly,Ã' RNAiÃ' depletionÃ' ofÃ' thisÃ'  RNFÃ' factorÃ' inÃ' humanÃ' andÃ' batÃ' cellsÃ' promotesÃ' arbovirusÃ' replication,Ã' suggestingÃ' thatÃ' itÃ' mayÃ' beÃ' aÃ' novelÃ' componentÃ'  ofÃ' humanÃ' andÃ' batÃ' immuneÃ' responses.Ã' TheseÃ' resultsÃ' suggestÃ' thatÃ' weÃ' canÃ' useÃ' bacterialÃ' effectorsÃ' asÃ' toolsÃ' toÃ' bothÃ'  inhibit,Ã' andÃ' identify,Ã' functionally-Ã'­relevantÃ' immunityÃ' factorsÃ' inÃ' bats.Ã' OurÃ' studyÃ' hasÃ' theÃ' followingÃ' specificÃ' aims:Ã' 1)Ã'  IdentifyÃ'  bacterialÃ'  effectorÃ'  proteinsÃ'  thatÃ'  promoteÃ'  arbovirusÃ'  replicationÃ'  inÃ'  batÃ'  cells;;Ã'  2)Ã'  IdentifyÃ'  batÃ'  proteinsÃ'  interactingÃ'  withÃ'  effectorÃ'  “hits”Ã'  fromÃ'  ourÃ'  arbovirusÃ'  rescueÃ'  assays;;Ã'  andÃ'  3)Ã'  DetermineÃ'  whichÃ'  batÃ'  hostÃ'  factorsÃ'  interactingÃ'  withÃ'  effectorÃ'  proteinÃ'  hitsÃ'  affectÃ'  viralÃ'  replication.Ã'  OurÃ'  long-Ã'­termÃ'  goalÃ'  isÃ'  toÃ'  useÃ'  thisÃ'  modelÃ'  systemÃ'  toÃ'  defineÃ' theÃ' keyÃ' batÃ' innateÃ' immuneÃ' mechanismsÃ' thatÃ' restrictÃ' arbovirusÃ' replication.Ã' Ã'  Ã'  Ã'  Ã'  Ã'