Abstract Mammalian Uracil DNA glycosylase (UNG) removes uracils and initiates high-fidelity base excision repair to maintain genomic stability. During B cell development, activation-induced cytidine deaminase (AID) creates uracils that UNG processes in an error-prone fashion to accomplish immunoglobulin (Ig) somatic hypermutation (SHM) or class switch recombination (CSR). The mechanism that governs high-fidelity versus mutagenic uracil repair is not understood. The B cell tropic gammaherpesvirus (GHV) encodes a functional homolog of UNG that can process AID induced genomic uracils. GHVUNG does not support hypermutation, suggesting intrinsic properties of UNG influence repair outcome. Noting the structural divergence between the UNGs, we define the RPA interacting motif as the determinant of mutation outcome. UNG or RPA mutants unable to interact with each other, only support high-fidelity repair. In B cells, transversions at the Ig variable region are abated while CSR is supported. Thus UNG-RPA governs the generation of mutations and has implications for locus specific mutagenesis in B cells and deamination associated mutational signatures in cancer.

ABSTRACT Immunodeficiency, centromeric instability and facial anomalies (ICF) syndrome is a rare autosomal recessive disorder characterized by DNA hypomethylation and antibody deficiency. It is caused by mutations in DNMT3B, ZBTB24, CDCA7 or HELLS . While progress has been made in elucidating the roles of these genes in regulating DNA methylation, little is known about the pathogenesis of the life-threatening hypogammaglobulinemia phenotype. Here we show that mice deficient for Zbtb24 in the hematopoietic lineage recapitulate major clinical features of patients with ICF syndrome. Specifically, Vav-Cre-mediated ablation of Zbtb24 does not affect lymphocyte development but results in reduced plasma cells and low levels of IgM, IgG1 and IgA. Zbtb24 -deficient mice are hyper- and hypo-responsive to T-dependent and Tindependent type 2 antigens, respectively, and marginal zone B cell activation is impaired. B cells from Zbtb24 -deficient mice display elevated CD19 phosphorylation. Heterozygous disruption of Cd19 can revert the hypogammaglobulinemia phenotype in these mice. Mechanistically, Il5ra (interleukin-5 receptor subunit alpha) is derepressed in Zbtb24 -deficient B cells, and elevated IL-5 signaling enhances CD19 phosphorylation. Our results reveal a novel link between IL-5 signaling and CD19 activation and suggest that abnormal CD19 activity contributes to immunodeficiency in ICF syndrome. SIGNIFICANCE STATEMENT ICF syndrome is a rare immunodeficiency disorder first reported in the 1970s. The lack of appropriate animal models has hindered the investigation of the pathogenesis of antibody deficiency, the major cause of death in ICF syndrome. Here we show that, in mice, disruption of Zbtb24 , one of the ICF-related genes, in the hematopoietic lineage results in low levels of immunoglobulins. Characterization of these mice reveals abnormal B cell activation due to elevated CD19 phosphorylation. Mechanistically, Il5ra (interleukin-5 receptor subunit alpha) is derepressed in Zbtb24 -deficient B cells, and increased IL-5 signaling enhances CD19 phosphorylation.