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Dual Molecular Effects of Dominant RORA Mutations Cause Two Variants of Syndromic Intellectual Disability with Either Autism or Cerebellar Ataxia

Authors :
Benjamin Cogné
Stephen Sanders
François Rivier
Tahir N. Khan
Mireille Claustres
Gaetan Lesca
Lihadh Al-Gazali
Annick Vogels
Sarah Weckhuysen
Nicholas Katsanis
Stéphane Bézieau
Thomas Besnard
Maxime Cadieux-Dion
Julitta de Bellescize
Katrin Õunap
Anne Boland
Aurora Pujol
Monica H. Wojcik
Maria J. Guillen Sacoto
Paul Rollier
Laurent Pasquier
Bertrand Isidor
Sébastien Küry
Hilde Van Esch
Aisha Al Shamsi
Megan T. Cho
Kyle Retterer
Michel Koenig
Christèle Dubourg
Andreas G. Chiocchetti
Damien Sanlaville
Erica E. Davis
Claire Guissart
Sander Pajusalu
Hannah Stamberger
Xenia Latypova
Shannon Sattler
Souphatta Sasorith
Isabelle Thiffault
Marie Vincent
Nicolas Leboucq
Irman Forghani
Lynn Schema
Sylvie Odent
Marie T. McDonald
Lauren E. Grote
Susanne Kjaergaard
Wilfrid Carré
Rena Pressman
Emily G. Farrow
Jean-François Deleuze
Carol J Saunders
Deborah Barbouth
Danielle Karlowicz
Nicole P. Safina
Kirsty McWalter
Christine M. Freitag
Wim Van Paesschen
Rebecca Willaert
Laboratoire de génétique des maladies rares. Pathologie moleculaire, etudes fonctionnelles et banque de données génétiques (LGMR)
IFR3
Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
unité de recherche de l'institut du thorax UMR1087 UMR6291 (ITX)
Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Clinical Genetics
Leicester Royal Infirmary
University Hospitals Leicester-University Hospitals Leicester
Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Service de génétique médicale - Unité de génétique clinique [Nantes]
Université de Nantes (UN)-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)
Universitätsklinikum Leipzig
Department of Child and Adolescent Psychiatry, Psychosomatics and Psychotherapy
Goethe-Universität Frankfurt am Main
Human Molecular Genetics
Institut de Génétique et Développement de Rennes (IGDR)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Service de biologie moléculaire
Hôpital Pontchaillou
Centre National de Genotypage
Service de Génétique Médicale
Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)
Department of Pediatrics
Faculty of Medicine and Health Sciences, UAE University
Institut de génétique et biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC)
Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Physiologie & médecine expérimentale du Cœur et des Muscles [U 1046] (PhyMedExp)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)
Département de Neuroradiologie[Montpellier]
Université Montpellier 1 (UM1)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Hôpital Gui de Chauliac [Montpellier]-Université de Montpellier (UM)
Service de Génétique
Service de cytogénétique constitutionnelle
Hospices Civils de Lyon (HCL)-CHU de Lyon-Centre Neuroscience et Recherche
Service de génétique clinique [Rennes]
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CHU Pontchaillou [Rennes]-hôpital Sud
Center for Human Disease Modeling
Duke University [Durham]
Laboratoire de Diagnostic Génétique
CHU Strasbourg-Hopital Civil
Service de génétique clinique
hôpital Sud
National Human Genome Research Institute
UM1 HG008900, National Eye Institute
PUT355, Eesti Teadusagentuur
2011-RARE-004-01, Agence Nationale pour la Recherche/E-rare Joint-Transnational-Call 2011
National Heart, Lung, and Blood Institute under the Trans-Omics for Precision Medicine (TOPMed) program
R01 MH106826, NIH
Université Montpellier 1 (UM1)-IFR3
Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)
Unité de recherche de l'institut du thorax (ITX-lab)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Montpellier 1 (UM1)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Hôpital Gui de Chauliac [CHU Montpellier]
Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Université de Montpellier (UM)
Université de Rennes (UR)-CHU Pontchaillou [Rennes]-hôpital Sud
Source :
American Journal of Human Genetics, American Journal of Human Genetics, Elsevier (Cell Press), 2018, 102 (5), pp.744-759. ⟨10.1016/j.ajhg.2018.02.021⟩, Dipòsit Digital de la UB, Universidad de Barcelona, The American journal of human genetics, American Journal of Human Genetics, 2018, 102 (5), pp.744-759. ⟨10.1016/j.ajhg.2018.02.021⟩, American journal of human genetics, vol 102, iss 5
Publication Year :
2018
Publisher :
Elsevier BV, 2018.

Abstract

RORα, the RAR-related orphan nuclear receptor alpha, is essential for cerebellar development. The spontaneous mutant mouse staggerer, with an ataxic gait caused by neurodegeneration of cerebellar Purkinje cells, was discovered two decades ago to result from homozygous intragenic Rora deletions. However, RORA mutations were hitherto undocumented in humans. Through a multi-centric collaboration, we identified three copy-number variant deletions (two de novo and one dominantly inherited in three generations), one de novo disrupting duplication, and nine de novo point mutations (three truncating, one canonical splice site, and five missense mutations) involving RORA in 16 individuals from 13 families with variable neurodevelopmental delay and intellectual disability (ID)-associated autistic features, cerebellar ataxia, and epilepsy. Consistent with the human and mouse data, disruption of the D. rerio ortholog, roraa, causes significant reduction in the size of the developing cerebellum. Systematic in vivo complementation studies showed that, whereas wild-type human RORA mRNA could complement the cerebellar pathology, missense variants had two distinct pathogenic mechanisms of either haploinsufficiency or a dominant toxic effect according to their localization in the ligand-binding or DNA-binding domains, respectively. This dichotomous direction of effect is likely relevant to the phenotype in humans: individuals with loss-of-function variants leading to haploinsufficiency show ID with autistic features, while individuals with de novo dominant toxic variants present with ID, ataxia, and cerebellar atrophy. Our combined genetic and functional data highlight the complex mutational landscape at the human RORA locus and suggest that dual mutational effects likely determine phenotypic outcome. ispartof: American Journal of Human Genetics vol:102 issue:5 pages:744-759 ispartof: location:United States status: published

Details

ISSN :
00029297 and 15376605
Volume :
102
Database :
OpenAIRE
Journal :
The American Journal of Human Genetics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....1c4e5c340742bf73c530ddc48aa0dec0