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Biallelic PPA2 Mutations Cause Sudden Unexpected Cardiac Arrest in Infancy

Authors :
Anne Guimier
Richard Redon
Agnès Delahodde
Christopher T. Gordon
Philippe Charron
Myriam Oufadem
Agnès Rötig
Alain Dautant
Patrick Nitschke
Stanislas Lyonnet
Damien Bonnet
Sylvie Di Filippo
Cécile Masson
Patrice Bouvagnet
Loïc de Pontual
Béatrice Kugener
François Godard
Nigel G. Laing
Christine Bole-Feysot
Vincent Probst
Jeanne Amiel
Christelle Vasnier
Stéphane Dauger
Gianina Ravenscroft
Caroline Rambaud
Cheryl Longman
Jean-Paul di Rago
Imagine - Institut des maladies génétiques (IMAGINE - U1163)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut de biochimie et génétique cellulaires (IBGC)
Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Center for Medical Research, University of Western Australia and the Harry Perkins Institute for Medical Research WA 6009
Institut de génétique et microbiologie [Orsay] (IGM)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Stress Abiotiques et Différenciation des Végétaux Cultivés (SADV)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lille, Sciences et Technologies
Institut Charles Viollette (ICV) - EA 7394 (ICV)
Université d'Artois (UA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Institut Supérieur d'Agriculture-Université de Lille
Plate Forme Paris Descartes de Bioinformatique (BIP-D)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)
Institute for Research and Innovation in Biomedicine (IRIB)
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Nutrition, inflammation et dysfonctionnement de l'axe intestin-cerveau (ADEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Neuroprotection du Cerveau en Développement / Promoting Research Oriented Towards Early Cns Therapies (PROTECT)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Robert Debré-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
West of Scotland Regional Genetics Service
Physiologie integrée du système d'éveil
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-IFR19-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Unité de Sommeil Pédiatrique (Hôpital Mère-Enfant)
Hospices Civils de Lyon (HCL)
CHU Necker - Enfants Malades [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Laboratoire Cardiogénétique, CHU de Lyon HCL-GH Est-Hôpital Louis Pradel
Hôpital Louis Pradel [CHU - HCL]
Hospices Civils de Lyon (HCL)-Hospices Civils de Lyon (HCL)
Service de Cardiologie Pédiatrique
Hospices Civils de Lyon (HCL)-Hôpital Louis Pradel [CHU - HCL]
unité de recherche de l'institut du thorax UMR1087 UMR6291 (ITX)
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)
CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Fonctions et dysfonctions de la mitochondrie (FDMITO)
Département Biologie Cellulaire (BioCell)
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Unité de recherche de l'institut du thorax (ITX-lab)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Lille, Sciences et Technologies-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Artois (UA)-Institut Supérieur d'Agriculture
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-Hôpital Robert Debré-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
CHU Pitié-Salpêtrière [APHP]
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
American Journal of Human Genetics, American Journal of Human Genetics, Elsevier (Cell Press), 2016, 99 (3), pp.666--673. ⟨10.1016/j.ajhg.2016.06.021⟩, American Journal of Human Genetics, 2016, 99 (3), pp.666--673. ⟨10.1016/j.ajhg.2016.06.021⟩
Publication Year :
2016
Publisher :
Elsevier BV, 2016.

Abstract

International audience; Sudden unexpected death in infancy occurs in apparently healthy infants and remains largely unexplained despite thorough investigation. The vast majority of cases are sporadic. Here we report seven individuals from three families affected by sudden and unexpected cardiac arrest between 4 and 20 months of age. Whole-exome sequencing revealed compound heterozygous missense mutations in PPA2 in affected infants of each family. PPA2 encodes the mitochondrial pyrophosphatase, which hydrolyzes inorganic pyrophosphate into two phosphates. This is an essential activity for many biosynthetic reactions and for energy metabolism of the cell. We show that deletion of the orthologous gene in yeast (ppa2Δ) compromises cell viability due to the loss of mitochondria. Expression of wild-type human PPA2, but not PPA2 containing the mutations identified in affected individuals, preserves mitochondrial function in ppa2Δ yeast. Using a regulatable (doxycycline-repressible) gene expression system, we found that the pathogenic PPA2 mutations rapidly inactivate the mitochondrial energy transducing system and prevent the maintenance of a sufficient electrical potential across the inner membrane, which explains the subsequent disappearance of mitochondria from the mutant yeast cells. Altogether these data demonstrate that PPA2 is an essential gene in yeast and that biallelic mutations in PPA2 cause a mitochondrial disease leading to sudden cardiac arrest in infants.

Details

ISSN :
00029297 and 15376605
Volume :
99
Database :
OpenAIRE
Journal :
The American Journal of Human Genetics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6de6503d782d245abc4238f385316c5f