Viperin vs. flaviviruses: Mechanisms of an antiviral protein
- Reference number
- ICA10-0059
- Start and end dates
- 120401-141231
- Amount granted
- 3 000 000 SEK
- Administrative organization
- Umeå University
- Research area
- Life Sciences
Summary
The genus Flavivirus consists of viruses causing serious disease in millions of people each year all over the world. There is currently no specific antiviral treatment for any of these viruses. My research focuses on finding novel antiviral mechanisms against flaviviruses utilizing the host own antiviral responses. Tick-borne encephalitis virus (TBEV) will be used as a model. TBEV is the medically most important arthropod-borne virus in Sweden as well as in Europe. I have analyzed the sensitivity of TBEV to interferon (IFN), and TBEV is very sensitive. Screening a set of IFN-stimulated effector genes identified viperin as a very strong candidate mediating the IFN sensitivity. Viperin is a novel interferon-induced protein which has been shown to be active against other flaviviruses. However, the mechanism of action is poorly characterized. Overexpression of viperin reduced TBEV titers by 4 orders of magnitude. Since TBEV is exceptionally viperin-sensitive, it represents an ideal tool to investigate the antiviral mechanism of this novel protein. Three different aspects will be studied: 1) Cellular and viral proteins binding to viperin, 2) identifying functional domains, and 3) the viperin-sensitivity of TBEV strains displaying different pathogenicity will be assessed. These results will give a better understanding of viperins antiviral mechanism, and may in addition lead to the identification of possible targets to counteract TBEV and other Flavivirus infections.
Popular science description
Virus är parasiter i celler som använder cellernas byggstenar för att föröka och sprida sig. Cellerna har då utvecklat strategier för att förhindra virusväxt. Min forskning går ut på att undersöka cellernas antivirala strategier, för att sedan kunna använda kunskapen till att utveckla antiviral medicin mot virus. Flavivirus är en grupp av virus som sprids av mygg och fästingar. Många, till exempel denguevirus, gula feber virus, West Nile virus, japansk encefalitvirus och fästingburen encefalitvirus (TBEV) orsakar svår sjukdom hos miljontals människor över hela jorden varje år. Det finns ingen antiviral medicin till någon av dessa. Att förhindra infektion genom att kontrollera populationen av mygg och fästingar är mycket svårt. Behovet är stort av forskning som kan leda till en effektiv antiviral medicin. I min forskning använder jag TBEV som ett modellvirus för de andra flavivirus. Min strategi för att hitta en antiviral terapi är att studera cellens egna försvarsmekanismer mot virus. Om man vet hur cellerna gör kan den informationen användas för att utveckla antivirala behandlingar och mediciner. En viktig komponent i cellens tidiga försvar är proteinet interferon som skickas ut som en alarmsignal till närliggande celler så att de kan förbereda sig på försvar mot virus. De andra cellerna startar därefter sitt antivirala program som i sin tur förhindrar virus spridning. Jag har hittat en mycket viktig komponent, proteinet viperin, i detta antivirala program. TBEV är extremt känslig mot viperin och utgör därför en bra modell för att studera viperinproteinets antivirala mekanism mer i detalj. Jag kommer att studera mekanismen genom att identifiera cellulära och virala bindningspartners, identifiera delar av proteinet som är viktig för aktiviteten samt hur lätt TBEV muterar för att undvika viperinets antivirala aktivitet. Denna studie kommer att ge en djupare förståelse hur viperin attackerar TBEV. Möjliga angreppspunkter hos virus kan då identifieras vilket kan användas för utveckling av antiviral medicin mot TBEV och i förlängningen andra flavivirus.