Allele | posey2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Mutation Type | missense | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chromosome | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Coordinate | 10,021,585 bp (GRCm39) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Base Change | T ⇒ C (forward strand) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene | Lig4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene Name | ligase IV, DNA, ATP-dependent | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Synonym(s) | DNA ligase IV, tiny, 5830471N16Rik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chromosomal Location | 10,020,020-10,027,680 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 DNA ligase that joins single-strand breaks in a double-stranded polydeoxynucleotide in an ATP-dependent reaction. This protein is essential for V(D)J recombination and DNA double-strand break (DSB) repair through nonhomologous end joining (NHEJ). This protein forms a complex with the X-ray repair cross complementing protein 4 (XRCC4), and further interacts with the DNA-dependent protein kinase (DNA-PK). Both XRCC4 and DNA-PK are known to be required for NHEJ. The crystal structure of the complex formed by this protein and XRCC4 has been resolved. Defects in this gene are the cause of LIG4 syndrome. Alternatively spliced transcript variants encoding the same protein have been observed. [provided by RefSeq, Jul 2008] PHENOTYPE: Null homozygotes die late in gestation with extensive CNS apoptosis, blocked lymphopoeiesis and failure of V(D)J joining. Carrier fibroblasts show elevated chromosome breaks. ~40% of homozygous hypomorphs survive, with retarded growth, reduced PBL and progressive loss of hematopoietic stem cells. [provided by MGI curators] |
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Accession Number | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mapped | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Amino Acid Change | Threonine changed to Alanine | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutional Source | Beutler Lab | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene Model | predicted gene model for protein(s): [ENSMUSP00000093130] [ENSMUSP00000130807] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AlphaFold | Q8BTF7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SMART Domains |
Protein: ENSMUSP00000093130 Gene: ENSMUSG00000049717 AA Change: T732A
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Predicted Effect | probably benign
PolyPhen 2 Score 0.000 (Sensitivity: 1.00; Specificity: 0.00) |
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SMART Domains |
Protein: ENSMUSP00000130807 Gene: ENSMUSG00000049717 AA Change: T732A
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Predicted Effect | probably benign
PolyPhen 2 Score 0.000 (Sensitivity: 1.00; Specificity: 0.00) |
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Meta Mutation Damage Score | 0.0650 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Is this an essential gene? | Essential (E-score: 1.000) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phenotypic Category | Unknown | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Candidate Explorer Status | loading ... | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Single pedigree Linkage Analysis Data |
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Penetrance | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Alleles Listed at MGI | All Mutations and Alleles(11) Chemically induced (ENU)(1) Gene trapped(4) Targeted(6) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lab Alleles |
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Mode of Inheritance | Unknown | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Local Stock | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Repository | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Updated | 2019-09-04 9:35 PM by Anne Murray | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Record Created | 2018-06-13 12:51 PM by Bruce Beutler | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Record Posted | 2018-12-18 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phenotypic Description |
The posey2 phenotype was identified among G3 mice of the pedigree R6210, some of which showed reduced frequencies of naïve CD4 T cells in CD4 T cells (Figure 1) with concomitant increased frequencies of effector memory CD4 T cells in CD4 T cells (Figure 2) in the peripheral blood. Expression of CD44 was increased on peripheral blood CD4 T cells (Figure 3). |
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Nature of Mutation |
Whole exome HiSeq sequencing of the G1 grandsire identified 52 mutations. All of the above anomalies were linked by continuous variable mapping to mutations in two genes: Usp17le (chromosome 7) and Lig4 (chromosome 8). The mutation in Lig4 was presumed causative mutations in Lig4 are known to cause immune phenotypes (see the record for posey). The mutation in Lig4 is an A to G transition at base pair 9,971,585 (v38) on chromosome 8, or base pair 6,097 in the GenBank genomic region NC_000074. The strongest association was found with a recessive model of inheritance to the frequency of naïve CD4 T cells in CD4 T cells wherein one variant homozygote departed phenotypically from three homozygous reference mice and 17 heterozygous mice with a P value of 9.954 x 10-7 (Figure 4). The mutation corresponds to residue 2,516 in the mRNA sequence NM_176953 within exon 2 of 2 total exons.
The mutated nucleotide is indicated in red. The mutation results in a threonine to alanine substitution at amino acid 732 (T732A) in the LIG4 protein, and is strongly predicted by PolyPhen-2 to be benign (score = 0.000). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Illustration of Mutations in Gene & Protein |
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Protein Prediction |
Lig4 encodes DNA ligase IV, a member of the ATP-dependent DNA ligase family. DNA ligase IV has a DNA-binding domain (DBD), a catalytic domain that includes nucleotidyltransferase (NTase) and oligonucleotide binding-fold (OBD) domains, a nuclear localization sequence (NLS), two BRCT domains (BRCT I and BRCT II), and an XRCC4-interacting region (XIR) (1;2). NTase and OBD domains are found in DNA and RNA ligases as well as RNA-capping enzymes (3). The NTase domain engages the nicked DNA strand, and the OBD inserts into the minor groove of the DNA duplex opposite the nick, securing the DNA within the active site of the NTase domain (4). The BRCT domains mediate protein-protein interactions. The BRCT I α2 helix is required for adenovirus-mediated degradation of DNA ligase IV (5). The C-terminal region encompassing the two BRCT domains and the XIR is required for the regulation of the nuclear localization and stability of the DNA ligase IV co-factor XRCC4 as well as binding of the XRCC4/DNA ligase IV complex to chromatin (6-8). The posey2 mutation results in a threonine to alanine substitution at amino acid 732 (T732A); amino acid 732 is within the first BRCT domain. Please see the record posey for more information about Lig4. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Putative Mechanism | DNA ligase IV is responsible for the ligation step in nonhomologous DNA end joining (NHEJ) and in V(D)J recombination (9;10). Mutations in human LIG4 are linked to LIG4 syndrome [alternatively, DNA ligase IV deficiency; OMIM: #606593; (11;12)] and resistance to multiple myeloma [OMIM: #254500; (13)]. Patients with LIG4 syndrome exhibit immunodeficiency as well as delays in development and growth (11). Patients also often display unusual facial features, microcephaly, growth and/or developmental delay, pancytopenia, and various skin abnormalities. Lig4-deficient mice are embryonic lethal, and the mice exhibited neuronal apoptosis, arrested lymphogenesis, reduced body size, and various cellular defects (14-18). The embryonic lethality, neuronal apoptosis, and fibroblast proliferation/senescence defects observed in the Lig4-deficient mice could be rescued with p53 deficiency; lymphocyte development defects were not rescued (19). K.M. Frank and colleagues propose that most of the phenotypes observed in the Lig4-deficient mice are due to a p53-dependent response to unrepaired DNA damage. The embryonic lethality in the Lig4-deficient mice could also be rescued by deletion of Ku86 (20). Z.E. Karanjawala and colleagues propose that in the case of Lig4 deficiency alone that the lethality phenotype is due the presence of the Artemis:DNA-PKCS nuclease. The loss of Ku86 results in a less severe phenotype, because Ku86 is less efficient than Artemis:DNA-PKCS. The Arg278His mutation in humans is linked to Lig4 syndrome. Homozygous Lig4R278H/R278H knock-in mice exhibited a reduced life span, reduced body weights compared to wild-type controls, reduced fertility, reduced numbers of B220+ cells in the bone marrow, reduced B220+ IgM+ B cells in the spleen, reduced numbers of CD4-CD8- double negative T cells, CD4+CD8+ double positive T cells, B cells, CD4+ T cells, and CD8+ T cells (21). The Lig4R278H/R278H mice also had reduced IgA, IgG, and IgM in the serum. Homozygous Lig4 mutant mice (Tyr288Cys) was viable, but showed high levels of endogenous DSBs, immunodeficiency, growth retardation, and reduced brain sizes compared to wild-type mice as well as increased apoptosis in the forebrain, intermediate zone/cortical plate, and ventricular/subventricular zones (22;23). The mice showed impaired V(D)J recombination, B cell class switch recombination, and peripheral lymphocyte survival and proliferation (23). The Tyr288Cys mutant mice also showed a high incidence of thymic tumors. Homozygous mice (Lig4tiny/tiny) with an ENU-induced mutation exhibited prenatal lethality (born at 40% of the expected frequency), reduced body sizes, reduced B cell numbers, and lack of CD8+ T cells (MGI:3714853 and (24)). Mouse embryonic fibroblasts from the Lig4tiny/tiny mice exhibited reduced ability to repair DNA damage from gamma radiation. The immune phenotypes observed in the posey2 mice indicate loss of DNA ligase IVposey2 function. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Primers |
PCR Primer posey2_pcr_F: GTGGTCCCAGGAATAACGAC posey2_pcr_R: TGGTTATCCAAAGGCTGACC Sequencing Primer posey2_seq_F: AATCACAGGGGCCATTTCTTCAG posey2_seq_R: TGGTTATCCAAAGGCTGACCTAGAG |
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Genotyping | PCR program 1) 94°C 2:00 The following sequence of 409 nucleotides is amplified (chromosome 8, - strand): 1 tggttatcca aaggctgacc tagagaacag aattgcagaa ttcggtggtt atatagtaca 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 |