Interferon regulatory factor 6 (IRF6) belongs to a family of nine transcription factors that share a highly conserved helix–turn–helix DNA-binding domain and a less conserved protein-binding domain. Most IRFs regulate the expression of interferon-α and -β after viral infection1, but the function of IRF6 is unknown. The gene encoding IRF6 is located in the critical region for the Van der Woude syndrome (VWS; OMIM 119300) locus at chromosome 1q32–q41 (refs 2,3). The disorder is an autosomal dominant form of cleft lip and palate with lip pits4, and is the most common syndromic form of cleft lip or palate. Popliteal pterygium syndrome (PPS; OMIM 119500) is a disorder with a similar orofacial phenotype that also includes skin and genital anomalies5. Phenotypic overlap6 and linkage data7 suggest that these two disorders are allelic. We found a nonsense mutation in IRF6 in the affected twin of a pair of monozygotic twins who were discordant for VWS. Subsequently, we identified mutations in IRF6 in 45 additional unrelated families affected with VWS and distinct mutations in 13 families affected with PPS. Expression analyses showed high levels of Irf6 mRNA along the medial edge of the fusing palate, tooth buds, hair follicles, genitalia and skin. Our observations demonstrate that haploinsufficiency of IRF6 disrupts orofacial development and are consistent with dominant-negative mutations disturbing development of the skin and genitalia.

Cleft lip or palate (or the two in combination) is a common birth defect that results from a mixture of genetic and environmental factors. We searched for a specific genetic factor contributing to this complex trait by examining large numbers of affected patients and families and evaluating a specific candidate gene.

The innate immune system includes antimicrobial peptides that protect multicellular organisms from a diverse spectrum of microorganisms. β-Defensins comprise one important family of mammalian antimicrobial peptides. The annotation of the human genome fails to reveal the expected diversity, and a recent query of the draft sequence with the blast search engine found only one new β-defensin gene ( DEFB3 ). To define better the β-defensin gene family, we adopted a genomics approach that uses hmmer , a computational search tool based on hidden Markov models, in combination with blast . This strategy identified 28 new human and 43 new mouse β-defensin genes in five syntenic chromosomal regions. Within each syntenic cluster, the gene sequences and organization were similar, suggesting each cluster pair arose from a common ancestor and was retained because of conserved functions. Preliminary analysis indicates that at least 26 of the predicted genes are transcribed. These results demonstrate the value of a genomewide search strategy to identify genes with conserved structural motifs. Discovery of these genes represents a new starting point for exploring the role of β-defensins in innate immunity.

Previously we have shown that nonsyndromic cleft lip with or without cleft palate (NSCL/P) is strongly associated with SNPs in IRF6 (interferon regulatory factor 6). Here, we use multispecies sequence comparisons to identify a common SNP (rs642961, G>A) in a newly identified IRF6 enhancer. The A allele is significantly overtransmitted (P = 1 x 10(-11)) in families with NSCL/P, in particular those with cleft lip but not cleft palate. Further, there is a dosage effect of the A allele, with a relative risk for cleft lip of 1.68 for the AG genotype and 2.40 for the AA genotype. EMSA and ChIP assays demonstrate that the risk allele disrupts the binding site of transcription factor AP-2alpha and expression analysis in the mouse localizes the enhancer activity to craniofacial and limb structures. Our findings place IRF6 and AP-2alpha in the same developmental pathway and identify a high-frequency variant in a regulatory element contributing substantially to a common, complex disorder.