Background: The congenital long QT syndrome is a heterogeneous genetic disease associated with delayed cardiac repolarization, prolonged QT intervals, the development of ventricular arrhythmias and sudden death. Type 2 congenital long QT syndrome (LQT2) results from KCNH2 or hERG gene mutations. hERG encodes the K(v)11.1 alpha subunit of the rapidly activating delayed rectifier K(+) current in the heart. Studies of mutant hERG channels indicate that most LQT2 missense mutations generate trafficking-deficient K(v)11.1 channels.
Objective: To identify the mechanism underlying G572R-hERG by using molecular and electrophysiological analyses.
Methods and results: To elucidate the electrophysiological properties of the G572R-hERG mutant channels, mutant hERG subunits were heterologously expressed in HEK293 cells alone or in combination with wild-type (WT)-hERG subunits. Patch-clamp techniques were used to record currents, and double immunofluorescence protein tagging and Western blotting were performed to examine the cellular trafficking of mutant subunits. When expressed alone, G572R-hERG subunits were not present in the cell membrane and did not produce detectable currents. When coexpressed with WT-hERG subunits, G572R-hERG decreased current density and altered gating properties of the WT-hERG channel.
Conclusion: The hERG-associated missense mutation G572R, like most LQT2 missense mutations, generates a trafficking-deficient phenotype. Furthermore, G572R-hERG causes a loss of function in hERG by a strong dominant negative effect on the WT-hERG channel.
HISTORIQUE : Le syndrome du QT long congénital est une maladie génétique hétérogène associée à un retard de la repolarisation cardiaque, à des intervalles QT prolongés, à l'apparition d'arythmies ventriculaires et à une mort subite. Le syndrome du QT long congénital de type 2 (QTL2) est causé par des mutations du gène KCNH2 ou hERG. Le gène hERG code la sous-unité alpha K11.1 du canal K+ redresseur retardé du cœur qui s'active rapidement. Des études des canaux hERG mutants indiquent que la plupart des mutations faux-sens QTL2 produisent des canaux K11.1 au trafic défectueux. OBJECTIF : Dépister les mécanismes sous-jacents du canal G572R-hERG au moyen d'analyses moléculaires et électrophysiologiques. MÉTHODOLOGIE ET RÉSULTATS : Afin d'établir les propriétés électrophysiologiques des canaux mutants G572R-hERG, les sous-unités mutantes hERG étaient exprimées de manière hétérologue dans des cellules HEK293, seules ou en combinaison avec des sous-unités hERG de type sauvage (WT). Les techniques du patch-clamp ont permis d'enregistrer les courants, tandis que le marquage des protéines par double immunofluorescence et le transfert Western ont permis d'examiner le trafic cellulaire des sous-unités mutantes. Exprimées seules, les sous-unités G572R-hERG étaient absentes de la membrane cellulaire et ne produisaient pas de courants décelables. Coexprimé avec les sous-unités WT-hERG, le canal G572R-hERG réduisait la densité du courant et modifiait les propriétés de synchronisation du canal WT-hERG. CONCLUSION : La mutation faux-sens du gène G572R associée au gène hERG, comme la plupart des mutations faux-sens QTL2, produit un phénotype au trafic défectueux. De plus, le canal G572R-hERG entraîne une perte de fonction du gène hERG par son puissant effet négatif dominant sur le canal WT-hERG.