Project 101186013 - VirHoX - Hacking the ribosome to map virus-host associations

I progressi nel sequenziamento ad alta processività (HTS) hanno rivoluzionato il nostro apprezzamento dell'ubiquità e della diversità dei virus in natura. Tuttavia, il collegamento corretto dei virus scoperti attraverso la metagenomica agli ospiti rimane un grosso collo di bottiglia, che ci impedisce di sfruttare appieno la metagenomica del virus. Il progetto VirHoX affronta questa sfida fondamentale “hackerando il ribosoma per mappare le associazioni virus-ospite'' attraverso diverse nicchie ecologiche. VirHoX sfrutta il momento unico nel ciclo di infezione quando le molecole di RNA virale e ospite sono tenute in stretta vicinanza: durante la traduzione dell'mRNA virale da parte della cellula ospite ribosomi. A questo punto "hackeremo" i ribosomi traslanti per rivelare la relazione nascosta tra virus e ospite. La tecnologia per fare questo non esiste oggi; quindi, svilupperemo "VirHo-seq", un nuovo approccio che combina passaggi discreti del ribosoma purificazione da cellule infettate da virus in campioni ambientali, seguita da legatura dell'RNA ribosomiale con mRNA virale utilizzando enzimi ingegnerizzati e legge gli accoppiamenti virus-ospite codificati in queste molecole chimeriche da HTS. Per raggiungere questo obiettivo ambizioso obiettivo, il nostro consorzio interdisciplinare comprende esperti accademici e industriali in microbiologia, ingegneria proteica, editing genetico e genomica/trascrittomica virale. L'innovativa tecnologia VirHo-seq avrà un impatto enorme sulle scienze fondamentali così come in campo medico e biotecnologico, e avrà un effetto positivo duraturo in un mondo preoccupato dai patogeni emergenti, perturbazioni ecologiche e cambiamenti climatici. Il nostro approccio da molecola a ecosistema affronta pienamente le tematiche degli obiettivi di programa EIC con una dimostrazione di proof-of-concept sugli organismi modello seguita da una convalida sul piano sociale, scientifico e campioni importanti dal punto di vista medico e si allinea bene con la sfida dei "materiali viventi ingegnerizzati

Advances in high throughput sequencing (HTS) have revolutionized our appreciation of the ubiquity and diversity of viruses in nature. However, linking viruses discovered through metagenomics to particular hosts remains a major bottleneck, precluding us from taking full advantage of virus metagenomics. The VirHoX project addresses this fundamental challenge by “hacking the ribosome to map virus-host associations'' across different ecological niches. VirHoX takes advantage of the unique moment in the infection cycle when viral and host RNA molecules are held in close proximity: during the translation of viral mRNA by host cell ribosomes. We will “hack” the translating ribosomes at this key point to reveal the hidden virus-host relationship. The technology to do this does not exist today; thus, we will develop “VirHo-seq”, a novel approach that combines discrete steps of ribosome purification from virus-infected cells in environmental samples, followed by ligation of ribosomal RNA with viral mRNA using engineered enzymes, and reads out the virus-host pairings encoded in these chimeric molecules by HTS. To achieve this ambitious goal, our interdisciplinary consortium comprises academic and industrial experts in microbiology, protein engineering, gene editing and viral genomics/transcriptomics. The innovative VirHo-seq technology will have an overreaching impact on fundamental sciences as well as on medical and biotechnological fields, and will have a lasting positive effect in a world concerned by emerging pathogens, ecological disruptions and climate change. Our high-risk, high-impact molecule-to-ecosystem approach addresses the EIC Work Programme objectives with a proof-of-concept demonstration on model organisms followed by validation on socially, scientifically and medically important samples, and aligns well with the “engineered living materials