Allele | ribeye | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Mutation Type | missense | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chromosome | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Coordinate | 163,921,486 bp (GRCm39) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Base Change | T ⇒ C (forward strand) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene | Stk4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene Name | serine/threonine kinase 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Synonym(s) | sterile 20-like kinase 1, Kas-2, Ysk3, Mst1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chromosomal Location | 163,916,033-163,997,444 bp (+) (GRCm39) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MGI Phenotype |
FUNCTION: [Summary is not available for the mouse gene. This summary is for the human ortholog.] The protein encoded by this gene is a cytoplasmic kinase that is structurally similar to the yeast Ste20p kinase, which acts upstream of the stress-induced mitogen-activated protein kinase cascade. The encoded protein can phosphorylate myelin basic protein and undergoes autophosphorylation. A caspase-cleaved fragment of the encoded protein has been shown to be capable of phosphorylating histone H2B. The particular phosphorylation catalyzed by this protein has been correlated with apoptosis, and it's possible that this protein induces the chromatin condensation observed in this process. [provided by RefSeq, Jul 2008] PHENOTYPE: Mice homozygous for a gene trap allele have low numbers of na�ve T cells that are hyper-responsive to stimulation. Mice homozygous for knock-out alleles exhibit decreased peripheral T cell numbers due to impaired emigration and homing. [provided by MGI curators] |
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Accession Number | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mapped | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Amino Acid Change | Phenylalanine changed to Serine | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutional Source | Beutler Lab | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene Model | predicted gene model for protein(s): [ENSMUSP00000018353] [ENSMUSP00000122440] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AlphaFold | Q9JI11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SMART Domains |
Protein: ENSMUSP00000018353 Gene: ENSMUSG00000018209 AA Change: F30S
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Predicted Effect | probably damaging
PolyPhen 2 Score 1.000 (Sensitivity: 0.00; Specificity: 1.00) |
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SMART Domains |
Protein: ENSMUSP00000122440 Gene: ENSMUSG00000018209 AA Change: F29S
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Predicted Effect | probably damaging
PolyPhen 2 Score 1.000 (Sensitivity: 0.00; Specificity: 1.00) |
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Meta Mutation Damage Score | 0.9730 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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(53) : Chemically induced (ENU)(2) Gene trapped(38) Targeted(13) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lab Alleles |
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Mode of Inheritance | Autosomal Recessive | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Local Stock | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Repository | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Updated | 2019-09-04 9:38 PM by Diantha La Vine | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Record Created | 2017-09-15 3:25 PM by Bruce Beutler | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Record Posted | 2018-08-15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phenotypic Description |
The ribeye phenotype was identified among N-ethyl-N-nitrosourea (ENU)-mutagenized G3 mice of the pedigree R5605, some of which showed an increased B to T cell ratio (Figure 1) due to reduced frequencies of T cells (Figure 2), CD4+ T cells (Figure 3), and CD8+ T cells (Figure 4) in the peripheral blood. |
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Nature of Mutation |
Whole exome HiSeq sequencing of the G1 grandsire identified 165 mutations. All of the above anomalies were linked by continuous variable mapping to mutations in Stk4: a T to C transition at base pair 164,079,566 (v38) on chromosome 2, or base pair 5,454 in the GenBank genomic region NC_000068 encoding Stk4. The mutation in Stk4 was presumed causative as other alleles of Stk4 (see hallon and strkyer) exhibit similar immunological phenotypes as ribeye. The strongest association was found with a recessive model of inheritance to the normalized frequency of T cells, wherein three variant homozygotes departed phenotypically from eight homozygous reference mice and 22 heterozygous mice with a P value of 3.831 x 10-6 (Figure 5). A substantial semidominant effect was observed in most of the assays but the mutation is preponderantly recessive, and in no assay was a purely dominant effect observed. The mutation corresponds to residue 124 in the mRNA sequence NM_021420 within exon 2 of 11 total exons.
The mutated nucleotide is indicated in red. The mutation results in a phenylalanine to serine substitution at position 30 (F30S) in the STK4 protein, and is strongly predicted by PolyPhen-2 to be damaging (score = 1.000). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Illustration of Mutations in Gene & Protein |
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Protein Prediction |
Stk4 encodes mammalian sterile 20-like kinase 1 (MST1; alternatively, serine/threonine protein kinase 4 [STK4]), a member of the MST family of kinases that also includes MST2 (STK3), MST3 (STK24), MST4 (STK26), and YSK1 (STK25) [reviewed in (1)]. MST1 has two domains, an N-terminal kinase domain and a C-terminal SARAH (Salvador/Rassf/Hippo) domain (Figure 6). The SARAH domain is also involved in dimerization (2). In the Salvador and Hippo families, the SARAH domain mediates signal transduction from Hippo via the Salvador scaffolding protein to the downstream component Warts (SMART). The SARAH domain interacts with the SARAH domains of Rassf1 and Rassf5 (alternatively, Nore1), subsequently promoting apoptosis (2;3). The ribeye mutation results in a phenylalanine to serine substitution at position 30 (F30S) in the STK4 protein; Phe30 is within the kinase domain. For more information about Stk4, please see the record for hallon. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Putative Mechanism | MST1 is a serine/threonine kinase with both proaopototic and antiapoptotic functions in several systems, including the immune system (4;5), cardiovascular system (6;7), digestive system (8;9), respiratory system (10), and the central nervous system [reviewed in (11)]. MST1 and MST2 are mammalian orthologs of Drosophila Hippo. Hippo is within a pathway that restricts cell proliferation and promotes apoptosis during development, growth, repair, and homeostasis. Upon Hippo pathway activation, the TAO kinases (TAOK1/2/3 see the record for taoist) phosphorylate Thr183 of MST1 (and Thr180 in MST2), resulting in MST1/2 activation (12). Thr183 can also be autophosphorylated. MST1/2 (in complex with the regulatory scaffold protein SAV1 [alternatively, WW45]) phosphorylate and activate large tumor suppressor 1/2 (LATS1/2). Activated LATS1/2 in complex with the regulatory protein MOB1 subsequently phosphorylates and inactivates the Yes-associated protein-1 (YAP1) oncoprotein (see the record for Puddel_hunde) and transcriptional coactivator with PDZ-binding motif (TAZ). When active, YAP1 and TAZ translocate to the nucleus to bind the TEAD transcription factor family (homologs of Drosophila Scalloped) and induce the expression of its target genes involved in cell proliferation, cell death, and cell migration. Mutations in STK4 are linked to T-cell immunodeficiency, recurrent infections, autoimmunity, and cardiac malformations (OMIM: #614868) (13;14). Patients exhibited T- and B-cell lymphopenia, intermittent neutropenia, and atrial septal defects (14). Patients exhibited recurring bacterial infections, viral infections, skin abscesses, cutaneous warts, and mucocutaneous candidiasis. MST1/2 phosphorylates members of the forkhead box O (FOXO) transcription factor family. The MST1-FOXO signaling pathway also maintains naïve T cell homeostasis and enhances Treg differentiation by promoting Foxp3’s acetylation and activity (15). Stk4-deficient (Stk4-/-) mice exhibit progressive loss of T and B cells due to excessive apoptosis (16;17). The Stk4-/- mice have reduced numbers of naïve T cells in secondary lymphoid organs and in the peripheral blood. Stk4-/- mice exhibited an accumulation of mature thymocytes in the thymus, a reduction of lymphocytes in blood and peripheral lymphoid tissues, and reduced ability to traffic to peripheral lymph nodes (4). Thymocytes from the Stk4-/- mice showed diminished chemotactic responses to CCL19, but not S1P (4). Mature T cells from the Stk4-/- mice exhibited a reduced capacity to egress from the thymus. Stk4-/- naïve T cells exhibited increased proliferation in response to TCR stimulation; the proliferative responses of Stk4-/- effector/memory T cells was comparable to that in wild-type (17). Stk4-/- mice exhibited inefficient migration and antigen recognition of CD4+ T cells within the medulla (18). Mice that lack either Stk3 or Stk4 are viable, but mice that lack both Stk3 and Stk4 (Stk3-/-; Stk4-/-) are not (16). The Stk3-/-; Stk4-/- mice exhibited growth retardation, failed placental development, impaired yolk sac/embryo vascular patterning and primitive hematopoiesis, increased apoptosis in placentas and embryos, and disorganized proliferating cells in the embryo. A liver-specific double-knockout model exhibits hepatomegaly and hepatocellular carcinoma. The phenotype observed in the ribeye mice indicate loss of MST1ribeye function. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Primers |
PCR Primer ribeye_pcr_F: AAACCCCTTAGCTTGCCTTAAC ribeye_pcr_R: CTGGAGTTCACCAAGTCTGTTTAG Sequencing Primer ribeye_seq_F: ACCCCTTAGCTTGCCTTAACTATTAG ribeye_seq_R: GCAAGTAGCAGATGCACTTC |
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Genotyping | PCR program 1) 94°C 2:00 The following sequence of 438 nucleotides is amplified (chromosome 2, + strand): 1 aaacccctta gcttgcctta actattagtt attagtagag aaattagact tcatagagca 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 | Xue Zhong, Jin Huk Choi, and Bruce Beutler |