Allele | andalusia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Mutation Type | makesense | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chromosome | 9 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Coordinate | 111,100,478 bp (GRCm39) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Base Change | A ⇒ G (forward strand) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene | Mlh1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene Name | mutL homolog 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Synonym(s) | 1110035C23Rik, colon cancer, nonpolyposis type 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chromosomal Location | 111,057,296-111,100,854 bp (-) (GRCm39) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MGI Phenotype |
FUNCTION: [Summary is not available for the mouse gene. This summary is for the human ortholog.] This gene was identified as a locus frequently mutated in hereditary nonpolyposis colon cancer (HNPCC). It is a human homolog of the E. coli DNA mismatch repair gene mutL, consistent with the characteristic alterations in microsatellite sequences (RER+phenotype) found in HNPCC. Alternative splicing results in multiple transcript variants encoding distinct isoforms. Additional transcript variants have been described, but their full-length natures have not been determined.[provided by RefSeq, Nov 2009] PHENOTYPE: Homozygotes for targeted null mutations exhibit reduced pairing in meiotic prophase I and produce no mature germ cells. Mutants also display increased microsatellite instability and a predisposition for developing intestinal and other tumors. [provided by MGI curators] |
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Accession Number | NCBI RefSeq: NM_026810, NM_001324522; MGI:101938 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mapped | Yes | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Amino Acid Change | Stop codon changed to Arginine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutional Source | Beutler Lab | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene Model | predicted gene model for protein(s): [ENSMUSP00000035079] [ENSMUSP00000143786] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AlphaFold | Q9JK91 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SMART Domains |
Protein: ENSMUSP00000035079 Gene: ENSMUSG00000032498 AA Change: C39R
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Predicted Effect | possibly damaging
PolyPhen 2 Score 0.935 (Sensitivity: 0.80; Specificity: 0.94) |
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Predicted Effect | probably null | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Meta Mutation Damage Score | 0.9755 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Is this an essential gene? | Non Essential (E-score: 0.000) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phenotypic Category | Autosomal Recessive | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Candidate Explorer Status | loading ... | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Single pedigree Linkage Analysis Data |
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Penetrance | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Alleles Listed at MGI | All Mutations and Alleles(14) : Endonuclease-mediated(1) Gene trapped(6) Targeted(7) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lab Alleles |
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Mode of Inheritance | Autosomal Recessive | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Local Stock | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Repository | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Updated | 2019-09-04 9:40 PM by Anne Murray | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Record Created | 2017-05-22 8:55 AM by Bruce Beutler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Record Posted | 2018-08-02 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phenotypic Description |
The andalusia phenotype was identified among N-ethyl-N-nitrosourea (ENU)-mutagenized G3 mice of the pedigree R5007, some of which showed diminished T-dependent antibody responses to recombinant Semliki Forest virus (rSFV)-encoded β-galactosidase (rSFV-β-gal) (Figure 1). |
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Nature of Mutation |
Whole exome HiSeq sequencing of the G1 grandsire identified 83 mutations. The diminished T-dependent antibody response to rSFV-β-gal phenotype was linked by continuous variable mapping to mutations in two genes on chromosome 9: Pcbp4 and Mlh1. The mutation in Mlh1 was presumed causative as a second allele was discovered in a separate pedigree (R5265; see the record for andalusia2) that phenocopied andalusia. The Mlh1 mutation is a T to C transition at base pair 111,271,410 (v38) on chromosome 9, or base pair 377 in the GenBank genomic region NC_000075 encoding Mlh1. Linkage was found with a recessive model of inheritance, wherein five variant homozygotes departed phenotypically from 14 homozygous reference mice and 24 heterozygous mice with a P value of 1.335 x 10-6 (Figure 2). A substantial semidominant effect was also observed (P = 6.901 x 10-5). The mutation corresponds to residue 199 in the mRNA sequence NM_026810 within exon 1 of 19 total exons.
The mutated nucleotide is indicated in red. The mutation results in a cysteine to arginine substitution at position 39 (C39R) in the MLH1 protein, and is strongly predicted by PolyPhen-2 to be damaging (score = 0.935). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Illustration of Mutations in Gene & Protein |
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Protein Prediction |
MLH1 (mutL homolog 1 [E. coli]) is a member of the GHKL (gyrase, Hsp90, histidine kinase, MutL) ATPase/kinase superfamily of proteins (1). MLH1 has an ATPase domain, MutS homolog (MSH2, MSH3, MSH6) interaction domain, EXO1 interaction domain, PMS2/MLH3/PMS1 interaction domain, and a CTH (C-terminal homology) motif (Figure 3). The significance of the interactions between MLH1 and its interacting partners will be described in more detail in the Background section, below. The CTH is required for the spellchecker function of MLH1 (2). The X-ray crystal structure of a the human MLH1 N-terminus (amino acids 1 to 340) has been solved [Figure 4; PDB:4P7A; (3)]. The structure included the ATPase domain and a ‘transducer’ domain linked by two helices. The ATPase domain forms an ATPase Bergerat fold, which is composed of a four-stranded, antiparallel β-sheet (β1–β3 and β5) and three α-helices (αB–αD) (4). Between helices αC and αD (residues 74–85 and 98–101) is an ATP-binding loop (3). The ATP-binding loop contains a conserved GFRGE(A/G)L motif found in mismatch repair proteins (5). The transducer domain is a small α/β barrel with a ribosomal protein S5 domain 2-like fold and a left-handed α-helical crossover (αI) between β10 and β11. The andalusia mutation results in a cysteine to arginine substitution at position 39 (C39R) in the MLH1 protein; Cys39 is within the ATPase domain. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Expression/Localization | Mlh1 is ubiquitously expressed. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Background |
The DNA mismatch repair (MMR) pathway removes base mismatches and insertion/deletion mispairs that occur during DNA replication and recombination (Figure 5). During MMR, a MutS heterodimer [MSH2-MSH6 (see the record for medea) (MutSα) or MSH2–MSH3 (MutSβ)] binds to DNA mismatches (6). MutSα preferentially recognizes single base (G/T) mismatches and one- or two-nucleotide insertion/deletion mispairs (7), while MutSβ preferentially recognizes insertion/deletion mispairs that contain two or more extra bases. Upon binding, the MutS undergoes an ADP to ATP exchange and a conformational change, followed by recruitment of MutLα (a MLH1-PMS2 heterodimer), MutLβ (a MLH1-PMS1 heterodimer), or MutLγ (a MLH1-MLH3 heterodimer). MutLα primarily functions in MMR, the function of MutLβ is unknown, and MutLγ primarily functions in meiotic recombination (8;9). The MutL complexes cleave the defective strand near the mismatch site. The MutS-MutL complex then recruits an exonuclease, subsequently leading to strand-specific excision; PCNA coordinates with the exonuclease to excise the mismatch-containing region. The removed DNA fragment is resynthesized by DNA polymerase δ and the repair process is completed by DNA ligase. MLH1 (in complex with MLH3 [i.e., MutLγ]) functions in meiotic recombination (Figure 6). Meiotic recombination is initiated by a DNA double-strand break. After the DNA break, there is pairing of a homologous chromosome and strand invasion to initiate repair. Gap repair can proceed by crossover or non-crossover events. Crossover recombination putatively occurs by the Double Holliday Junction model, and non-crossover recombination putatively occurs by the Synthesis-dependent Strand Annealing model. MutLγ localizes to sites of crossing over in the meiotic chromosomes (10), and is required for oocytes to progress through metaphase II of meiosis (11). Mutations in MLH1 are linked to hereditary nonpolyposis colorectal cancer type 2 (HNPCC2; OMIM: # 609310; (12)), mismatch repair cancer syndrome (OMIM: #276300; (13)), and Muir-Torre syndrome (OMIM: #158320; (14)). Muir-Torre syndrome is an autosomal dominant disorder characterized by development of sebaceous gland tumors and skin cancers, including keratoacanthomas and basal cell carcinomas. Patients can have several internal malignancies, including colorectal, endometrial, urologic, and upper gastrointestinal neoplasms. Male and female Mlh1-deficient (Mlh1-/-) mice exhibited infertility (10;15) and premature death. The Mlh1-/- mice showed reduced levels of chiasmata (10;16). The chromosomes in Mlh1-/- sperm separate prematurely during spermatogenesis. In addition, the first division of meiosis is frequently arrested (10). Mlh1-/- mice exhibit increased incidences of intestinal adenocarcinomas and adenomas, uterus tumor incidence, skin tumor incidence, and lymphoma incidence (15;17-20). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Primers |
PCR Primer andalusia_pcr_F: TTCGGCCGTGTGCATAATG andalusia_pcr_R: TAAAAGCGCTTGACTGGCATTC Sequencing Primer andalusia_seq_F: GCCGTGTGCATAATGGGAAACC andalusia_seq_R: CATTCATGCTGCCCAATCAG |
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Genotyping | PCR program 1) 94°C 2:00 The following sequence of 426 nucleotides is amplified (chromosome 9, - strand): 1 taaaagcgct tgactggcat tcatgctgcc caatcagcac ttgccgctgg gaagacggcg Primer binding sites are underlined and the sequencing primers are highlighted; the mutated nucleotide is shown in red. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
References | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Science Writers | Anne Murray | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Illustrators | Diantha La Vine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors | Jin Huk Choi and Bruce Beutler |