ABSTRACT Contrary to the common belief, the most commonly used laboratory mouse inbred strains are shaped by a distinctive genetic and phenotypic diversity. In the past 10 years next generation sequencing unveiled a wide spectrum of genetic variants in different mouse inbred strains and the meticulous observation of researchers pointed to a variegate intra-and inter-strain phenotypic diversity. Although a genotype-phenotype correlation has been described for some traits, the relationship between several endophenotypes and causative genetic variability remains still unknown. Recently, we characterized the brain collateral plasticity in two brain ischemia C57BL/6J mouse models (i.e bilateral common carotid artery stenosis [BCCAS] and 60-min transient unilateral middle cerebral artery occlusion [MCAO]) and observed a Mendelian-like fashion of inheritance of the posterior communicating artery (PcomA) plasticity. Interestingly, a copy number variant (CNV) spanning Ide locus was reported to segregate in an analogous Mendelian-like pattern in the C57BL/6J colonies of the Jackson Laboratory. Given the critical role of Ide in vascular plasticity, Ide CNV was an excellent candidate to explain PcomA variability in C57BL/6J inbred mice. To investigate this hypothesis, we applied a combination of complementary techniques (i.e T2-weighted magnetic resonance imaging [MRI], time of flight [TOF] angiography [MRA], cerebral blood flow [CBF] imaging and histology) to characterize the collaterome in C57BL/6J BCCAS and MCAO mice and performed on these Taqman genotyping, exome sequencing, and RNA sequencing. We report an Ide CNV in a BCCAS mouse with 2 patent PcomAs. We then investigated the hypothesis that IDE gain and loss of function mutations may have influenced the vascular phenotype in a cohort of 438,250 cases and controls (UK Biobank) and 15,790 neurological patients (Genomics England), respectively. We identified four IDE CNVs resulting in a loss of function (LoF) in one patient with hereditary ataxia, a patient with hereditary congenital heart disease and two healthy individuals. In addition, we report four IDE LoF point mutations (p.Leu5X, p.Met394ValfsX29, p.Pro14SerfsX26, p.Leu889X) present in controls or inherited from healthy parents. Ide CNV and LoF variants do not crucially influence PcomA variability in C57BL/6J inbred mice and do not cause a vascular phenotype in humans.

Abstract The transcription factor FOXN1 is a master regulator of thymic epithelial cell development and function. Here we demonstrate that FOXN1 expression is differentially regulated during organogenesis and participates in multi-molecular nuclear condensates essential for the factor’s transcriptional activity. FOXN1’s C-terminal sequence regulates the diffusion velocity within these aggregates and modulates the binding to proximal gene regulatory regions. These dynamics are significantly altered in a patient with a mutant FOXN1 which is modified in its C-terminal sequence. This mutant is transcriptionally inactive and acts as a dominant negative factor displacing wild-type FOXN1 from condensates and causing athymia and severe lymphopenia in heterozygotes. Expression of the mutated mouse ortholog, selectively impairs mouse thymic epithelial cell (TEC) differentiation revealing a gene dose dependency for individual TEC subtypes. We have therefore identified the cause for a primary immunodeficiency disease and determined the mechanism by which this FOXN1 gain-of-function mutant mediates its dominant negative effect.