Allele | curveball2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Mutation Type | nonsense | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chromosome | 10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Coordinate | 79,569,607 bp (GRCm39) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Base Change | G ⇒ T (forward strand) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene | Hcn2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene Name | hyperpolarization-activated, cyclic nucleotide-gated K+ 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Synonym(s) | HAC1, trls | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chromosomal Location | 79,552,468-79,571,942 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 hyperpolarization-activated cation channel involved in the generation of native pacemaker activity in the heart and in the brain. The encoded protein is activated by cAMP and can produce a fast, large current. Defects in this gene were noted as a possible cause of some forms of epilepsy. [provided by RefSeq, Jan 2017] PHENOTYPE: Mice homozygous for mutant alleles exhibit decreased body weight, behavioral/neurological abnormalities, and tremors or absence seizures. [provided by MGI curators] |
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Accession Number | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mapped | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Amino Acid Change | Glutamic Acid changed to Stop codon | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutional Source | Beutler Lab | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gene Model | predicted gene model for protein(s): [ENSMUSP00000020581] [ENSMUSP00000097113] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AlphaFold | O88703 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PDB Structure |
HCN2J 443-645 in the presence of cGMP [X-RAY DIFFRACTION]
HCN2I 443-640 in the presence of cAMP, selenomethionine derivative [X-RAY DIFFRACTION] HCN2J 443-645 in the presence of cAMP, selenomethionine derivative [X-RAY DIFFRACTION] Structure and rearrangements in the carboxy-terminal region of SpIH channels [X-RAY DIFFRACTION] HCN2-I 443-460 E502K in the presence of cAMP [X-RAY DIFFRACTION] X-ray structure of cysteine-free fragment of mHCN2 C-terminal region from amino acids 443-630 including C508N, C584S, and C601S mutations [X-RAY DIFFRACTION] HCN2I 443-640 apo-state [X-RAY DIFFRACTION] Trip8b-1a#206-567 interacting with the carboxy-terminal seven residues of HCN2 [X-RAY DIFFRACTION] |
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SMART Domains |
Protein: ENSMUSP00000020581 Gene: ENSMUSG00000020331 AA Change: E536*
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Predicted Effect | probably null | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SMART Domains |
Protein: ENSMUSP00000097113 Gene: ENSMUSG00000020331 AA Change: E536*
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Predicted Effect | probably null | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Meta Mutation Damage Score | 0.9754 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Is this an essential gene? | Non Essential (E-score: 0.000) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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(9) : Chemically induced (other)(1) Spontaneous(3) Targeted(5) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lab Alleles |
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Mode of Inheritance | Unknown | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Local Stock | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Repository | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Updated | 2019-09-04 9:33 PM by Diantha La Vine | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Record Created | 2018-11-26 8:01 PM by Emre Turer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Record Posted | 2018-12-10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phenotypic Description |
The curveball2 phenotype was identified among G3 mice of the pedigree R6457, some of which showed reduced body weights compared to wild-type littermates (Figure 1). The mice also showed aberrant motor coordination as assessed by the rotarod test (Figure 2). |
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Nature of Mutation |
Whole exome HiSeq sequencing of the G1 grandsire identified 68 mutations. All of the above anomalies were linked by continuous variable mapping to mutations in two genes on chromosome 10: Hcn2 and Prdm4. The mutation in Hcn2 was presumed causative as the phenotypes in the curveball2 mimicked that of other Hcn2 mutant mouse models [see curveball and (1;2)]. The mutation in Hcn2 is a G to T transversion at base pair 79,733,773 (v38) on chromosome 10, or base pair 17,140 in the GenBank genomic region NC_000076 encoding Hcn2. The strongest association was found with a recessive model of inheritance to the body weight phenotype, wherein one variant homozygote departed phenotypically from 10 homozygous reference mice and 16 heterozygous mice with a P value of 7.949 x 10-11 (Figure 3). The mutation corresponds to residue 1,641 in the mRNA sequence NM_008226 within exon 6 of 8 total exons.
The mutated nucleotide is indicated in red. The mutation results in substitution of glutamic acid 536 for a premature stop codon (E536*) in the HCN2 protein. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Illustration of Mutations in Gene & Protein |
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Protein Prediction |
Hcn2 encodes hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channel 2 (HCN2). The HCN channels (i.e., HCN1, HCN2, HCN3, and HCN4) are members of the voltage-gated potassium ion channel superfamily present mainly in neurons and heart cells (3). The HCN channels are complexes of four HCN subunits arranged around the central pore; the HCN proteins can form homomeric or heteromeric channels with other members of the HCN family (4-6). HCN2 has six transmembrane domains and cytoplasmic N- and C-termini. Transmembrane domain 4 is a positively-charged voltage sensor. The ion-conducting pore region is between transmembrane domains 5 and 6. The HCN2 C-terminus has two domains: a C-linker domain composed of six α-helices separated by short loops and the CNBD. The C-linker domain connects the CNBD to the transmembrane domains. The CNBD mediates modulation by cyclic nucleotides (e.g., cyclic adenosine monophosphate [cAMP]) (7). The curveball2 mutation results in substitution of glutamic acid 536 for a premature stop codon (E536*); Glu536 is within the cytoplasmic C-terminal tail preceding the CNBD. Please see the record curveball for more information about Hcn2. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Putative Mechanism | HCN2 is a regulator of nociceptor excitability. In nociceptive neurons, HCN2 modulates the generation of action potentials in response to inflammation. For example, upon prostaglandin E2 (PGE2) binding to a G protein-coupled receptor coupled to Gs, adenylate cyclase is activated, which elevates cAMP. The elevation of cAMP shifts the activation curve of HCN2 in the positive direction, which causes a HCN2-dependent tonic inward current (termed Ih) to be activated at the resting potential. The Ih current is essential for cardiac and neuronal pacemaker activity, dendritic integration of synaptic transmission, and the setting of resting potentials (8). Loss-of-function mutations in HCN2 have been linked to idiopathic generalized epilepsies in patients (9;10). In addition, gain-of-function mutations are linked to polygenic epilepsy (11). Mutations in HCN2 have been correlated with increased incidence of febrile seizures (12). The mutant HCN2 channels exhibited faster kinetics with higher temperatures and subsequent increased rate of availability of the current. Hcn2-deficient (Hcn2-/-) mice were hypoactive and smaller than their wild-type littermates (1;2;13). The Hcn2-/- mice exhibited absence epilepsy, ataxia, and sinus arrhythmia (13). Hcn2-/- mice also showed impaired balance and coordination (1;2). The reduced size and the impaired coordination phenotypes observed in the curveball2 mice indicates a loss of HCN2-associated function. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Primers |
PCR Primer curveball2_pcr_F: AAAGTTCATCTGGTCCTGCC curveball2_pcr_R: ATCCAGATCTCAGCCTTGCC Sequencing Primer curveball2_seq_F: TGAGGGTTCACCAAGTAGCC curveball2_seq_R: AGATCTCAGCCTTGCCACAGG |
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Genotyping | PCR program 1) 94°C 2:00 The following sequence of 410 nucleotides is amplified (chromosome 10, + strand): 1 aaagttcatc tggtcctgcc tccagcgtcc gcctgggaag ttagataggg gctgagggtt 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 | Sohini Mukherjee, Zhao Zhang, and Bruce Beutler |