IMPORTANCE Clinical exome sequencing (CES) is rapidly becoming a common molecular diagnostic test for individuals with rare genetic disorders.OBJECTIVE To report on initial clinical indications for CES referrals and molecular diagnostic rates for different indications and for different test types.DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS Clinical exome sequencing was performed on 814 consecutive patients with undiagnosed, suspected genetic conditions at the University of California, Los Angeles, Clinical Genomics Center between January 2012 and August 2014.Clinical exome sequencing was conducted as trio-CES (both parents and their affected child sequenced simultaneously) to effectively detect de novo and compound heterozygous variants or as proband-CES (only the affected individual sequenced) when parental samples were not available. MAIN OUTCOMES AND MEASURESClinical indications for CES requests, molecular diagnostic rates of CES overall and for phenotypic subgroups, and differences in molecular diagnostic rates between trio-CES and proband-CES. RESULTSOf the 814 cases, the overall molecular diagnosis rate was 26% (213 of 814; 95% CI, 23%-29%).The molecular diagnosis rate for trio-CES was 31% (127 of 410 cases; 95% CI, 27%-36%) and 22% (74 of 338 cases; 95% CI, 18%-27%) for proband-CES.In cases of developmental delay in children (<5 years, n = 138), the molecular diagnosis rate was 41% (45 of 109; 95% CI, 32%-51%) for trio-CES cases and 9% (2 of 23, 95% CI, 1%-28%) for proband-CES cases.The significantly higher diagnostic yield (P value = .002;odds ratio, 7.4 [95% CI, 1.6-33.1]) of trio-CES was due to the identification of de novo and compound heterozygous variants. CONCLUSIONS AND RELEVANCEIn this sample of patients with undiagnosed, suspected genetic conditions, trio-CES was associated with higher molecular diagnostic yield than proband-CES or traditional molecular diagnostic methods.Additional studies designed to validate these findings and to explore the effect of this approach on clinical and economic outcomes are warranted.

This week, two papers from separate groups define a signalling centre in the Drosophila lymph gland that controls maintenance of blood cell precursors. Signals generated in the posterior signalling centre of the lymph gland control the balance of progenitors and differentiating blood cells through JAK/STAT and Notch signalling pathways. Mandal et al. also show that the signalling centre is specified early in embryonic development by the homeotic gene Antennapedia. And Krzemień et al. show that Notch signalling controls Collier, the Drosophila equivalent of mammalian early B cell factor. This work suggests that the Drosophila model for blood development could be an important tool for genetic manipulation. One of two papers that define the region of the posterior signalling centre (PSC) in the Drosophila melanogaster lymph gland that controls maintenance of blood cell precursors. This paper also showed that the PSC is specified early in embryonic development by the homeotic gene Antennapedia. The Drosophila melanogaster lymph gland is a haematopoietic organ1,2,3 in which pluripotent blood cell progenitors proliferate and mature into differentiated haemocytes. Previous work4 has defined three domains, the medullary zone, the cortical zone and the posterior signalling centre (PSC), within the developing third-instar lymph gland. The medullary zone is populated by a core of undifferentiated, slowly cycling progenitor cells, whereas mature haemocytes comprising plasmatocytes, crystal cells and lamellocytes are peripherally located in the cortical zone. The PSC comprises a third region that was first defined as a small group of cells expressing the Notch ligand Serrate5. Here we show that the PSC is specified early in the embryo by the homeotic gene Antennapedia (Antp) and expresses the signalling molecule Hedgehog. In the absence of the PSC or the Hedgehog signal, the precursor population of the medullary zone is lost because cells differentiate prematurely. We conclude that the PSC functions as a haematopoietic niche that is essential for the maintenance of blood cell precursors in Drosophila. Identification of this system allows the opportunity for genetic manipulation and direct in vivo imaging of a haematopoietic niche interacting with blood precursors.

Adaptor protein (AP) complexes mediate selective intracellular vesicular trafficking and polarized localization of somatodendritic proteins in neurons. Disease-causing alleles of various subunits of AP complexes have been implicated in several heritable human disorders, including intellectual disabilities (IDs). Here, we report two bi-allelic (c.737C>A [p.Pro246His] and c.1105A>G [p.Met369Val]) and eight de novo heterozygous variants (c.44G>A [p.Arg15Gln], c.103C>T [p.Arg35Trp], c.104G>A [p.Arg35Gln], c.229delC [p.Gln77Lys∗11], c.399_400del [p.Glu133Aspfs∗37], c.747G>T [p.Gln249His], c.928−2A>C [p.?], and c.2459C>G [p.Pro820Arg]) in AP1G1, encoding gamma-1 subunit of adaptor-related protein complex 1 (AP1γ1), associated with a neurodevelopmental disorder (NDD) characterized by mild to severe ID, epilepsy, and developmental delay in eleven families from different ethnicities. The AP1γ1-mediated adaptor complex is essential for the formation of clathrin-coated intracellular vesicles. In silico analysis and 3D protein modeling simulation predicted alteration of AP1γ1 protein folding for missense variants, which was consistent with the observed altered AP1γ1 levels in heterologous cells. Functional studies of the recessively inherited missense variants revealed no apparent impact on the interaction of AP1γ1 with other subunits of the AP-1 complex but rather showed to affect the endosome recycling pathway. Knocking out ap1g1 in zebrafish leads to severe morphological defect and lethality, which was significantly rescued by injection of wild-type AP1G1 mRNA and not by transcripts encoding the missense variants. Furthermore, microinjection of mRNAs with de novo missense variants in wild-type zebrafish resulted in severe developmental abnormalities and increased lethality. We conclude that de novo and bi-allelic variants in AP1G1 are associated with neurodevelopmental disorder in diverse populations.

ABSTRACT Purpose Epigenetic dysregulation has been associated with many inherited disorders. RBBP5 encodes a core member of the protein complex that methylates histone 3 lysine-4 (H3K4) and has not been implicated in human disease. Methods We identify five unrelated individuals with de novo heterozygous pathogenic variants in RBBP5 . Three truncating and two missense variants were identified in probands with neurodevelopmental symptoms including global developmental delay, intellectual disability, microcephaly, and short stature. Here, we investigate the pathogenicity of the variants through protein structural analysis and transgenic Drosophila models. Results Both missense p.T232I and p.E296D variants affect evolutionarily conserved amino acids and are expected to interfere with the interface between RBBP5 and the histones. In Drosophila, ubiquitous overexpression of human RBBP5 is lethal in the larval developmental stage. Loss of Rbbp5 leads to a reduction in brain size, and the human reference, p.T232I, or p.E296D variant transgenes fail to rescue loss of Rbbp5. Expression of either missense variant in an Rbbp5 null background results in a less severe microcephaly phenotype than the human reference, indicating both p.T232I and p.E296D variants are loss-of-function alleles. Conclusion De novo heterozygous variants in RBBP5 are associated with a syndromic neurodevelopmental disorder. Graphical abstract

Abstract Data repositories, particularly those storing data on vulnerable populations, increasingly need to carefully consider not only what data is being collected, but how it will be used. As such, the Autism Intervention Research Network on Physical Health (AIR‐P) has created the Infrastructure for Collaborative Research (ICR) to establish standards on data collection practices in Autism repositories. The ICR will strive to encourage inter‐site collaboration, amplify autistic voices, and widen accessibility to data. The ICR is staged as a three‐tiered framework consisting of (1) a request for proposals system, (2) a REDCap‐based data repository, and (3) public data dashboards to display aggregate de‐identified data. Coupled with a review process including autistic and non‐autistic researchers, this framework aims to propel the implementation of equitable autism research, enhance standardization within and between studies, and boost transparency and dissemination of findings. In addition, the inclusion of a contact registry that study participants can opt into creates the base for a robust participant pool. As such, researchers can leverage the platform to identify, reach, and distribute electronic materials to a greater proportion of potential participants who likely fall within their eligibility criteria. By incorporating practices that promote effective communication between researchers and participants, the ICR can facilitate research that is both considerate of and a benefit to autistic people.

The Interferon Regulatory Factor 2 Binding Protein Like (IRF2BPL) gene encodes a member of the IRF2BP family of transcriptional regulators. Currently the biological function of this gene is obscure, and the gene has not been associated with a Mendelian disease. Here we describe seven individuals affected with neurological symptoms who carry damaging heterozygous variants in IRF2BPL. Five cases carrying nonsense variants in IRF2BPL resulting in a premature stop codon display severe neurodevelopmental regression, hypotonia, progressive ataxia, seizures, and a lack of coordination. Two additional individuals, both with missense variants, display global developmental delay and seizures and a relatively milder phenotype than those with nonsense alleles. The bioinformatics signature for IRF2BPL based on population genomics is consistent with a gene that is intolerant to variation. We show that the IRF2BPL ortholog in the fruit fly, called pits (protein interacting with Ttk69 and Sin3A), is broadly expressed including the nervous system. Complete loss of pits is lethal early in development, whereas partial knock-down with RNA interference in neurons leads to neurodegeneration, revealing requirement for this gene in proper neuronal function and maintenance. The nonsense variants in IRF2BPL identified in patients behave as severe loss-of-function alleles in this model organism, while ectopic expression of the missense variants leads to a range of phenotypes. Taken together, IRF2BPL and pits are required in the nervous system in humans and flies, and their loss leads to a range of neurological phenotypes in both species.

Purpose: Mixoploidy is a type of mosaicism where an organism is a mixture of cells with different numbers of chromosomes. There are a broad range of phenotypes associated with mixoploidy that vary greatly depending on the fraction of cells that are non-diploid, their chromosome number, their distribution, and presumably the specific variation present in the patient. Clinical detection of mixoploidy is important for diagnosis. Methods: We developed a method to detect mixoploidy from clinical whole genome sequencing (WGS) data through the identification of excess of variant calls centered on unusual B-allele frequencies. Our method isolates the signal from these variants using trio calls and then solves a basic linear equation to estimate levels of diploid-triploid mixoploidy within the sample. Results: We show that our method reflects the results from a cytogenetic test. We provide examples detailing how our method has been used to identify diploid-triploid mixoploid individuals from within the NIH Undiagnosed Diseases Network. We present confirmatory findings obtained by clinical cytogenetic testing and show that our method can be used to identify the diploid-triploid ratio in these cases. Conclusion: WGS data from patients with rare diseases can be used to identify mixoploid individuals. Individuals with certain characteristics as discussed should be tested for mixoploidy as part of standard clinical pipeline procedures. Scripts that perform this calculation are publicly available at https://github.com/HudsonAlpha/mixoviz.

Background: Endometriosis is a common reproductive disease with a heterogeneous presentation. Classification attempts have thus far not offered insight into its cause or its symptoms. Endometriosis may result from the migration of shed endometrium to the peritoneal cavity. However, there are cases reported in girls without uteruses and men. While a non-retrograde menstruation origin of ectopic tissue is certain in these cases, we propose using DNA methylation age (DNAm age) to distinguish between retrograde and non-retrograde etiologies. Methods: Using publicly available DNA methylation data and Horvath's pan-tissue epigenetic clock, we compared DNAm age and epigenetic age acceleration (EAA) of ectopic lesions to eutopic endometrium of diseased and control endometrium. We examined EAA in cancer metastasis and teratomas to control for migration and developmental origin. Results: Disease status does not change DNAm age of eutopic endometrium, but the effect of ectopic status was profound: -16.88 years (p = 4.82 x 10-7). There were no differences between EAA of primary/metastatic tumor pairs, suggesting that the observed effect is not due to migration. Immature or mature teratoma compartments decreased DNAm age by 9.44 and 7.40 years respectively, suggesting that developmental state correlates with DNAm age. Conclusions: Ectopic endometriotic tissue exhibits decelerated DNAm age, similar to that observed in teratomas composed of multipotent tissue. The migration process does not change DNAm age and eutopic endometrium is concordant with chronological age regardless of disease status. We conclude that DNAm age of ectopic lesions can classify endometriosis into distinct subtypes that may be clinically relevant.