Mechanisms mediating immune response upon sensing of nuclear viral DNA

感测核病毒 DNA 介导免疫反应的机制

基本信息

  • 批准号:
    10672215
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 32.38万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-15 至 2024-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In order to mount intrinsic and innate immune responses to infections by DNA viruses, mammalian cells rely on specialized proteins that recognize the viral DNA as a foreign molecule. Upon binding to viral DNA, these sensors induce cytokine secretion, prompting neighboring cells to activate their defenses and inhibiting the spread of infection. Recent years have seen significant progress in the understanding of processes governing viral DNA sensing. Contrary to prior dogma, we determined that mammalian cells can distinguish viral DNA from self-DNA in the nuclei of infected cells. The characterization of the interferon inducible protein IFI16 as the first known nuclear sensor of viral DNA has opened a new research direction in immunity, starting to shed light on how cells detect nuclear-replicating viruses, such as herpesviruses. We further uncovered that the human pathogens, herpes simplex virus type 1 (HSV-1) and human cytomegalovirus (HCMV) have immune evasion mechanisms that specifically suppress IFI16. With this knowledge, during the previously funded R01, we aimed to dissect the mechanisms underlying nuclear IFI16 DNA sensing. We addressed questions regarding where and when the IFI16-viral DNA binding event occurs, the properties that allow IFI16 to sense DNA, and the functional interactions that support IFI16 antiviral responses. Our results uncovered that nuclear DNA sensing relies on dynamic on/off sensor associations with parental viral DNA at the nuclear periphery. We demonstrated that IFI16 oligomerization on viral DNA is essential for nucleus-derived immune signaling. We further established that, upon binding to viral DNA, IFI16 triggers both cytokine expression and suppression of viral gene expression. Our proposal will address several fundamental questions regarding nuclear DNA sensing that have emerged from these findings. In Aim 1, we will define what mechanisms drive dynamic IFI16 oligomerization with HSV-1 DNA at the nuclear periphery. We will test our hypothesis that this property is biophysically conferred via rapid and reversible liquid-phase condensation events, and delineate how these events govern innate immunity and viral replication. Next, we will characterize mechanisms underlying the two antiviral IFI16 functions downstream of its binding to DNA. In Aim 2, we will determine how IFI16 induces innate immune signals upon nuclear DNA sensing. We discovered that IFI16 interacts with and activates the DNA dependent protein kinase (DNA-PK) holoenzyme in response to herpesvirus infections. We will define how IFI16 and the DNA damage response coordinate to stimulate innate immunity and antiviral non- homologous end-joining. In Aim 3, we will elucidate the mechanisms underlying IFI16 restriction of virus gene expression. We will functionally characterize the IFI16 interactions with chromatin modulators that we showed to act as HSV-1 restriction factors. We will systematically define the pathways linking IFI16 to viral genome heterochromatinization. Collectively, our results will characterize a newly discovered aspect of biology that links innate immunity to nuclear processes governing DNA damage repair and gene expression regulation.
为了使DNA病毒对感染的内在和先天免疫反应安装,哺乳动物细胞依靠 识别病毒DNA是外国分子的专门蛋白质。与病毒DNA结合后,这些 传感器诱导细胞因子分泌,促使相邻细胞激活其防御能力并抑制 感染传播。近年来在理解管理过程中取得了重大进展 病毒DNA感应。与先前的教条相反,我们确定哺乳动物细胞可以区分病毒DNA 从被感染细胞的核中的自动-DNA。干扰素诱导蛋白IFI16的表征为 病毒DNA的第一个已知的核传感器已开辟了免疫力的新研究方向,开始发光 关于细胞如何检测核重复病毒,例如疱疹病毒。我们进一步发现了人类 病原体,单纯疱疹病毒1型(HSV-1)和人类巨细胞病毒(HCMV)具有免疫逃避 专门抑制IFI16的机制。有了这些知识,在先前资助的R01期间,我们的目标 剖析核IFI16 DNA感应的基础机制。我们解决了有关哪里的问题 当发生IFI16病毒DNA结合事件时,允许IFI16感知DNA的特性,并且 支持IFI16抗病毒反应的功能相互作用。我们的结果发现了核DNA感应 依赖于核周围的父母病毒DNA的动态开/关。我们 证明病毒DNA上的IFI16寡聚化对于核衍生的免疫信号传导至关重要。我们 进一步确定,在与病毒DNA结合后,IFI16触发了细胞因子的表达和抑制 病毒基因表达。我们的建议将解决有关核DNA的几个基本问​​题 从这些发现中得出的感觉。在AIM 1中,我们将定义哪些机制驱动动态IFI16 用核外围的HSV-1 DNA寡聚。我们将检验我们的假设,即该属性是 通过快速和可逆的液相凝结事件赋予生物物理,并描述这些方式 事件控制先天免疫和病毒复制。接下来,我们将表征这两个机制 抗病毒IFI16在其与DNA结合的下游功能。在AIM 2中,我们将确定IFI16如何诱导 核DNA感应时先天免疫信号。我们发现IFI16与并激活 DNA依赖性蛋白激酶(DNA-PK)全酶响应疱疹病毒感染。我们将定义 IFI16和DNA损伤反应如何刺激先天免疫和抗病毒非 - 同源最终连接。在AIM 3中,我们将阐明IFI16病毒基因限制的机制 表达。我们将在功能上表征我们显示的IFI16与染色质调节剂的相互作用 充当HSV-1限制因素。我们将系统地定义将IFI16与病毒基因组联系起来的途径 异染色性。总的来说,我们的结果将描述一个新发现的生物学方面 将先天免疫与管理DNA损伤修复和基因表达调控的核过程联系起来。

项目成果

期刊论文数量(63)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Intercellular communication within the virus microenvironment affects the susceptibility of cells to secondary viral infections.
  • DOI:
    10.1126/sciadv.adg3433
  • 发表时间:
    2023-05-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Song, Bokai;Sheng, Xinlei;Justice, Joshua L.;Lum, Krystal K.;Metzger, Peter J.;Cook, Katelyn C.;Kostas, James C.;Cristea, Ileana M.
  • 通讯作者:
    Cristea, Ileana M.
Protein lipoylation: an evolutionarily conserved metabolic regulator of health and disease.
  • DOI:
    10.1016/j.cbpa.2017.11.003
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Rowland EA;Snowden CK;Cristea IM
  • 通讯作者:
    Cristea IM
The DNA Sensor IFIX Drives Proteome Alterations To Mobilize Nuclear and Cytoplasmic Antiviral Responses, with Its Acetylation Acting as a Localization Toggle.
  • DOI:
    10.1128/msystems.00397-21
  • 发表时间:
    2021-06-29
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Howard TR;Crow MS;Greco TM;Lum KK;Li T;Cristea IM
  • 通讯作者:
    Cristea IM
Infection-Induced Peroxisome Biogenesis Is a Metabolic Strategy for Herpesvirus Replication.
  • DOI:
    10.1016/j.chom.2018.09.002
  • 发表时间:
    2018-10-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    30.3
  • 作者:
    Jean Beltran PM;Cook KC;Hashimoto Y;Galitzine C;Murray LA;Vitek O;Cristea IM
  • 通讯作者:
    Cristea IM
Lamin B1 acetylation slows the G1 to S cell cycle transition through inhibition of DNA repair.
  • DOI:
    10.1093/nar/gkab019
  • 发表时间:
    2021-02-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    14.9
  • 作者:
    Murray-Nerger LA;Justice JL;Rekapalli P;Hutton JE;Cristea IM
  • 通讯作者:
    Cristea IM
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Ileana M. Cristea其他文献

Ileana M. Cristea的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Ileana M. Cristea', 18)}}的其他基金

Methods and Logic in Molecular Biology Training Program
分子生物学方法与逻辑培训计划
  • 批准号:
    10721701
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
Dynamic virus-driven remodeling of ER-mitochondria contacts
内质网-线粒体接触的动态病毒驱动重塑
  • 批准号:
    10608035
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
Dynamic virus-driven remodeling of ER-mitochondria contacts
内质网-线粒体接触的动态病毒驱动重塑
  • 批准号:
    10707412
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
Mechanisms mediating immune response upon sensing of nuclear viral DNA
感测核病毒 DNA 介导免疫反应的机制
  • 批准号:
    10266082
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
Mechanisms mediating immune response upon sensing of nuclear viral DNA
感测核病毒 DNA 介导免疫反应的机制
  • 批准号:
    9027921
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
Mechanisms mediating immune response upon sensing of nuclear viral DNA
感测核病毒 DNA 介导免疫反应的机制
  • 批准号:
    9973554
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
Mechanisms mediating immune response upon sensing of nuclear viral DNA
感测核病毒 DNA 介导免疫反应的机制
  • 批准号:
    10456254
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
Host Factors Required for Dengue and Yellow Fever Virus Amplification
登革热和黄热病病毒扩增所需的宿主因素
  • 批准号:
    8522155
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
Host Factors Required for Dengue and Yellow Fever Virus Amplification
登革热和黄热病病毒扩增所需的宿主因素
  • 批准号:
    8391158
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
Proteomic Tools to Uncover the Role of Chromatin Remodeling in HIV-1 Infection
揭示染色质重塑在 HIV-1 感染中作用的蛋白质组学工具
  • 批准号:
    8117154
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:

相似国自然基金

时空序列驱动的神经形态视觉目标识别算法研究
  • 批准号:
    61906126
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
本体驱动的地址数据空间语义建模与地址匹配方法
  • 批准号:
    41901325
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
大容量固态硬盘地址映射表优化设计与访存优化研究
  • 批准号:
    61802133
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
IP地址驱动的多径路由及流量传输控制研究
  • 批准号:
    61872252
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
针对内存攻击对象的内存安全防御技术研究
  • 批准号:
    61802432
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Unmasking the Immunomodulatory Roles of CD7 Signaling
揭示 CD7 信号传导的免疫调节作用
  • 批准号:
    10637876
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
mtDNA leakage and STING-dependent microglial innate immune response in Alzheimer's disease
阿尔茨海默病中 mtDNA 渗漏和 STING 依赖性小胶质细胞先天免疫反应
  • 批准号:
    10549825
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
mtDNA leakage and STING-dependent microglial innate immune response in Alzheimer's disease
阿尔茨海默病中 mtDNA 渗漏和 STING 依赖性小胶质细胞先天免疫反应
  • 批准号:
    10346449
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
The role of mitochondrial/ER contacts in the regulation of mtDNA release from mitochondria, innate immune signaling, and responses to viral infection
线粒体/内质网接触在调节线粒体 mtDNA 释放、先天免疫信号传导和病毒感染反应中的作用
  • 批准号:
    10374900
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
The role of mitochondrial/ER contacts in the regulation of mtDNA release from mitochondria, innate immune signaling, and responses to viral infection
线粒体/内质网接触在调节线粒体 mtDNA 释放、先天免疫信号传导和病毒感染反应中的作用
  • 批准号:
    10192447
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 32.38万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了