# The immunomodulatory role of Ankyrin repeat containing effectors expressed by Coxiella burnetii

> **NIH NIH R21** · TEXAS A&M UNIVERSITY HEALTH SCIENCE CTR · 2020 · $188,906

## Abstract

C.  burnetii  causes  the  zoonotic  disease  Q  fever  and  resides  within  monocytes/macrophages 
manipulating  innate  immune  response.  C.  burnetii  requires  de  novo  protein  synthesis  and  a 
functional  Type  IVB  Secretion  System  (T4BSS)  to  modulate  host  the  eukaryotic  transcription 
factor  Nuclear  Factor-­κB  (NF-­κB)  signaling  an  essential  regulator  of  innate  response.  Multiple 
pathogens including C. burnetii deliver eukaryotic-­type Ank-­containing effectors to hijack NF-­κB 
signaling. C. burnetii Nine Mile isolate encodes 5 Ank-­containing effectors (AnkA, -­C, -­F, -­G, and 
-­K). Experiments found that 1) AnkK and AnkC significantly contributes to C. burnetii’s ability to 
inhibit  NF-­κB  dependent  gene  expression  and  2)  ectopic  expression  of  AnkK  or  AnkC  in 
HEK293/hTLR4-­MD2-­CD14 cells blocks accumulation of NF-­κB in the nucleus. The central focus 
of  this  proposal  is  to  determine  mechanistically  how  the  C.  burnetii  effectors,  AnkK  and  AnkC, 
modulate  NF-­κB  to  promote  intracellular  survival  and  replication.  The  central  hypothesis  by 
accomplishing the following specific aims: 1. Determine the contribution of AnkK and -­C to 
C.  burnetii’s  virulence.  The  working  hypothesis  is  that  C.  burnetii  AnkK  and  AnkC  promotes 
pathogen  virulence  by  modulating  NF-­κB  activation.    To  test  this,  we  will  generate 
complementation  strains  of  C.  burnetii  NM  II  (NM  II)  ankK::Tn  and  ankC::Tn  mutants  and 
investigate  in  vitro  growth  rescue  and  p65  nuclear  translocation  for  phenotype  rescue  in  tissue 
culture cells. To investigate in vivo growth rescue, we will employ the SCID mice/NM II infection 
model.  Employing  CYA-­translocation  assays,  we  will  then  test  Type  4  secretion  system 
requirement. Furthermore, we will generate ΔdotA, ΔAnkK, and ΔAnkC gene knockouts and their 
complementation strains in virulent C. burnetii NM I (NM I) to infect C57Bl/6N mice and determine 
the  relative  contribution  of  AnkK  and  AnkC  to  bacterial  virulence  in  vivo.  2.  Determine  the 
mechanism  of  AnkK/AnkC-­dependent  NF-­κB  inhibition  during  C.  burnetii  infection.  The 
working hypothesis is C. burnetii AnkK or AnkC interacts with host targets in the canonical NF-­κB 
pathway  or  potentially  sequesters  p65  to  block  its  nuclear  translocation.  We  will  deplete  p65  in 
host cells to investigate growth rescue of NM II ankK::Tn and ankC::Tn mutants. We will examine 
expression,  phosphorylation  and  degradation  status  of  individual  components  of  the  canonical 
NF-­κB pathway in stable THP-­1 cell lines expressing eGFP-­tagged AnkK and AnkC. To identify 
host-­binding  partner(s),  pull  down  assays  (GFP-­trap)  will  be  performed  with  THP-­1  stable  cells 
expressing eGFP-­AnkK and –AnkC. To determine C. burnetii AnkK or AnkC driven modulation of 
host p65-­dependent gene expression in infected cells, we ...

## Key facts

- **NIH application ID:** 9961489
- **Project number:** 5R21AI147123-02
- **Recipient organization:** TEXAS A&M UNIVERSITY HEALTH SCIENCE CTR
- **Principal Investigator:** JAMES Evans SAMUEL
- **Activity code:** R21 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $188,906
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2019-06-20 → 2023-05-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9961489

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9961489, The immunomodulatory role of Ankyrin repeat containing effectors expressed by Coxiella burnetii (5R21AI147123-02). Retrieved via AI Analytics 2026-05-23 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9961489. Licensed CC0.

---

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