Back to Search Start Over

Bi-allelic variants in DOHH, catalyzing the last step of hypusine biosynthesis, are associated with a neurodevelopmental disorder

Authors :
Ziegler, Alban
Steindl, Katharina
Hanner, Ashleigh S
Kumar Kar, Rajesh
Prouteau, Clément
Boland, Anne
Deleuze, Jean Francois
Coubes, Christine
Bézieau, Stéphane
Küry, Sébastien
Maystadt, Isabelle
Le Mao, Morgane
Lenaers, Guy
Navet, Benjamin
Faivre, Laurence
Tran Mau-Them, Frédéric
Zanoni, Paolo
Chung, Wendy K
Rauch, Anita
Bonneau, Dominique
Park, Myung Hee
University of Zurich
Centre Hospitalier Universitaire d'Angers (CHU Angers)
PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)
MitoVasc - Physiopathologie Cardiovasculaire et Mitochondriale (MITOVASC)
Université d'Angers (UA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Universität Zürich [Zürich] = University of Zurich (UZH)
Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Centre National de Génotypage (CNG)
Institut de Génomique d'Evry (IG)
Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
CHU Montpellier
Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)
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)-Nantes Université - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (Nantes Univ - UFR MEDECINE)
Nantes Université - pôle Santé
Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Santé
Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)
Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)
Centre de Génétique Humaine [Charleroi, Belgium] (Institut de Pathologie et de Génétique)
Institut de Pathologie et de Génétique, Charleroi
Immunomodulation of the Tumor Microenvironment and Immunotherapy of Thoracic Cancers (CRCI2NA / Eq 1)
Centre de Recherche en Cancérologie et Immunologie Intégrée Nantes-Angers (CRCI2NA )
Université d'Angers (UA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes Université - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (Nantes Univ - UFR MEDECINE)
Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Université d'Angers (UA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes Université - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (Nantes Univ - UFR MEDECINE)
Centre de génétique - Centre de référence des maladies rares, anomalies du développement et syndromes malformatifs (CHU de Dijon)
Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon)
Unité fonctionnelle d' Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares (CHU Dijon) (UF6254)
University hospital of Zurich [Zurich]
Columbia University Medical Center (CUMC)
Columbia University [New York]
Source :
American Journal of Human Genetics, American Journal of Human Genetics, 2022, 109 (8), pp.1549-1558. ⟨10.1016/j.ajhg.2022.06.010⟩, Am J Hum Genet
Publication Year :
2022
Publisher :
Elsevier BV, 2022.

Abstract

Deoxyhypusine hydroxylase (DOHH) is the enzyme catalyzing the second step in the post-translational synthesis of hypusine [N(ε)-(4-amino-2-hydroxybutyl)lysine] in the eukaryotic initiation factor 5A (eIF5A). Hypusine is formed exclusively in eIF5A by two sequential enzymatic steps catalyzed by deoxyhypusine synthase (DHPS) and deoxyhypusine hydroxylase (DOHH). Hypusinated eIF5A is essential for translation and cell proliferation in eukaryotes, and all three genes encoding eIF5A, DHPS, and DOHH are highly conserved throughout eukaryotes. Pathogenic variants affecting either DHPS or EIF5A have been previously associated with neurodevelopmental disorders. Using trio exome sequencing, we identified rare bi-allelic pathogenic missense and truncating DOHH variants segregating with disease in five affected individuals from four unrelated families. The DOHH variants are associated with a neurodevelopmental phenotype that is similar to phenotypes caused by DHPS or EIF5A variants and includes global developmental delay, intellectual disability, facial dysmorphism, and microcephaly. A two-dimensional gel analyses revealed the accumulation of deoxyhypusine-containing eIF5A [eIF5A(Dhp)] and a reduction in the hypusinated eIF5A in fibroblasts derived from affected individuals, providing biochemical evidence for deficiency of DOHH activity in cells carrying the bi-allelic DOHH variants. Our data suggest that rare bi-allelic variants in DOHH result in reduced enzyme activity, limit the hypusination of eIF5A, and thereby lead to a neurodevelopmental disorder.

Details

ISSN :
00029297 and 15376605
Volume :
109
Database :
OpenAIRE
Journal :
The American Journal of Human Genetics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f514769cd3c3a2da1fb0f6d398fd4208