# Identification and Role of Type IV Secretion Effector Proteins in Coxiella burnetii

> **NIH NIH R01** · TEXAS A&M UNIVERSITY HEALTH SCIENCE CTR · 2020 · $367,669

## Abstract

Acute and chronic Q fever infections in humans are caused by Coxiella burnetii, which traffics to 
and  replicates  in  Coxiella-­containing  vacuoles  (CCV).  Infection  suppresses  macrophage 
activation  in  a  type  4  secretion  system-­dependent  manner,  hence  our  central  hypothesis  is 
characterization of T4SS-­dependent effector molecules in vitro and in vivo will define “stealthy” 
virulence  genes.  This  application  will  identify  T4SS-­dependent  virulence  determinants  that 
modulate  macrophage  signaling  pathways  using  pathogen  effector  mutants  and  host  signaling 
mutants  that  are  essential  for  restricting  replication  or  modulating  response  to  infection.  Aim  1. 
Identify the range of T4SS dependent manipulation of macrophage. The working hypothesis 
is multiple T4SS effectors manipulate the response to infection in macrophages. Using a primary 
bone marrow derived macrophage (BMDM) cell culture that enables C. burnetii, RSA439 (NMII) 
to  replicate.  We  will  extensively  characterize  BMDM  using  transcriptomic  (including  single  cell 
analysis), metabolomics and flow cytometric analysis to comprehensively map T4SS dependent 
pathway  modulation  of  macrophage  activation.  Aim  2.  Identify  T4SS  effectors  which 
manipulate  immune  signaling.  The  working  hypothesis  is  T4SS  effectors  target  specific 
activation  signaling  pathways.  To  identify  this  broad  class  of  T4SS  effectors,  tagged  C.  burnetii 
T4SS  substrates  will  be  transfected  into  macrophages  in  the  context  of  signaling  agonists.  A 
complementary  approach  will  use  T4SS  mutants  to  identify  infection  that  does  not  modulate 
innate activation. Aim 3. Establish mechanistic basis for T4SS effector modulation. Current 
candidates derived from preliminary data include;; a) 2 Ankyrin repeat-­containing proteins which 
dampen agonist driven NF-­κb;; b) 5 T4SS effectors that are essential for replication in BMDM;; and 
c)  3  T4SS  effectors  which  traffic  to  the  nucleus  (nucleomodulins).  We  will  identify  host  binding 
partners  using  pull-­down  methods  and  define  their  role  in  disease  using  host  knock-­down  or 
knock-­out approaches. Each effector will be analyzed with either Tn or site-­specific mutants.

## Key facts

- **NIH application ID:** 9872972
- **Project number:** 5R01AI090142-06
- **Recipient organization:** TEXAS A&M UNIVERSITY HEALTH SCIENCE CTR
- **Principal Investigator:** JAMES Evans SAMUEL
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $367,669
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2012-08-20 → 2024-01-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9872972

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9872972, Identification and Role of Type IV Secretion Effector Proteins in Coxiella burnetii (5R01AI090142-06). Retrieved via AI Analytics 2026-05-23 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9872972. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*