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TTC12 loss-of-function mutations cause primary Ciliary Dyskinesia and unveil distinct dynein assembly mechanisms in motile cilia versus flagella

Authors :
Lucie Thomas
Khaled Bouhouche
Marjorie Whitfield
Guillaume Thouvenin
Andre Coste
Bruno Louis
Claire Szymanski
Emilie Bequignon
Jean-François Papon
Manon Castelli
Michel Lemullois
Xavier Dhalluin
Valérie Drouin-Garraud
Guy Montantin
Sylvie Tissier
Philippe Duquesnoy
Bruno Copin
Florence Dastot
Sandrine Couvet
Anne-Laure Barbotin
Catherine Faucon
Isabelle Honore
Bernard Maitre
Nicole Beydon
Aline Tamalet
Nathalie Rives
France Koll
Estelle Escudier
Anne-Marie Tassin
Aminata Touré
Valérie Mitchell
Serge Amselem
Marie Legendre
Sorbonne Université (SU)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Maladies génétiques d'expression pédiatrique [CHU Trousseau] (Inserm U933)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Trousseau [APHP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
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)
Biogenèse et Fonction de la Structure Centriolaire et Ciliaire (BIOCIL)
Département Biologie Cellulaire (BioCell)
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)
Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016))
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Centre de Recherche Saint-Antoine (CRSA)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)
Biomécanique & Appareil Respiratoire (BAR)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Service d'ORL [Créteil]
Centre Hospitalier Intercommunal de Créteil (CHIC)
IMRB - 'Biomechanics and Respiratory Apparatus' [Créteil] (U955 Inserm - UPEC)
Institut Mondor de Recherche Biomédicale (IMRB)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-IFR10-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-IFR10-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)
Hôpital Claude Huriez [Lille]
CHU Lille
Service d’ORL et de chirurgie cervico-faciale [CHU Le Kremlin-Bicêtre]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-AP-HP Hôpital Bicêtre (Le Kremlin-Bicêtre)
Hôpital Albert Calmette
Université de Lille, Droit et Santé-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille)
Hôpital Charles Nicolle [Rouen]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
UF de Génétique moléculaire [CHU Trousseau]
CHU Trousseau [APHP]
Gamétogenèse et Qualité du Gamète - ULR 4308 (GQG)
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Lille
CHU Rouen
Normandie Université (NU)
Hôpital Jeanne de Flandres
Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille)
Maladies génétiques d'expression pédiatrique (U933)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
CCSD, Accord Elsevier
Source :
American Journal of Human Genetics, American Journal of Human Genetics, Elsevier (Cell Press), 2020, 106 (2), pp.153-169. ⟨10.1016/j.ajhg.2019.12.010⟩, American Journal of Human Genetics, Elsevier (Cell Press), 2020, ⟨10.1016/j.ajhg.2019.12.010⟩, Am J Hum Genet, American Journal of Human Genetics, 2020, 106 (2), pp.153-169. ⟨10.1016/j.ajhg.2019.12.010⟩, HAL
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

International audience; Cilia and flagella are evolutionarily conserved organelles whose motility relies on the outer and inner dynein arm complexes (ODAs and IDAs). Defects in ODAs and IDAs result in primary ciliary dyskinesia (PCD), a disease characterized by recurrent airway infections and male infertility. PCD mutations in assembly factors have been shown to cause a combined ODA-IDA defect, affecting both cilia and flagella. We identified four loss-of-function mutations in TTC12, which encodes a cytoplasmic protein, in four independent families in which affected individuals displayed a peculiar PCD phenotype characterized by the absence of ODAs and IDAs in sperm flagella, contrasting with the absence of only IDAs in respiratory cilia. Analyses of both primary cells from individuals carrying TTC12 mutations and human differentiated airway cells invalidated for TTC12 by a CRISPR-Cas9 approach revealed an IDA defect restricted to a subset of single-headed IDAs that are different in flagella and cilia, whereas TTC12 depletion in the ciliate $Paramecium\ tetraurelia$ recapitulated the sperm phenotype. Overall, our study, which identifies TTC12 as a gene involved in PCD, unveils distinct dynein assembly mechanisms in human motile cilia versus flagella.

Details

Language :
English
ISSN :
00029297 and 15376605
Database :
OpenAIRE
Journal :
American Journal of Human Genetics, American Journal of Human Genetics, Elsevier (Cell Press), 2020, 106 (2), pp.153-169. ⟨10.1016/j.ajhg.2019.12.010⟩, American Journal of Human Genetics, Elsevier (Cell Press), 2020, ⟨10.1016/j.ajhg.2019.12.010⟩, Am J Hum Genet, American Journal of Human Genetics, 2020, 106 (2), pp.153-169. ⟨10.1016/j.ajhg.2019.12.010⟩, HAL
Accession number :
edsair.doi.dedup.....cb30b5079ed09552fcbc9d234484c57d
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2019.12.010⟩