ABSTRACT Most genetic studies consider autism spectrum disorder (ASD) and developmental disorder (DD) separately despite overwhelming comorbidity and shared genetic etiology. Here we analyzed de novo mutations (DNMs) from 15,560 ASD (6,557 are new) and 31,052 DD trios independently and combined as broader neurodevelopmental disorders (NDD) using three models. We identify 615 candidate genes (FDR 5%, 189 potentially novel) by one or more models, including 138 reaching exome-wide significance (p < 3.64e-07) in all models. We find no evidence for ASD-specific genes in contrast to 18 genes significantly enriched for DD. There are 53 genes show particular mutational-bias including enrichments for missense (n=41) or truncating DNM (n=12). We find 22 genes with evidence of sex-bias including five X chromosome genes also with significant female burden ( DDX3X, MECP2, SMC1A, WDR45 , and HDAC8) . NDD risk genes group into five functional networks associating with different brain developmental lineages based on single-cell nuclei transcriptomic data, which provides important insights into disease subtypes and future functional studies.

Transcript sequencing of patient derived samples has been shown to improve the diagnostic yield for solving cases of likely Mendelian disorders, yet the added benefit of full-length long-read transcript sequencing is largely unexplored.We applied short-read and full-length isoform cDNA sequencing and mitochondrial functional studies to a patient-derived fibroblast cell line from an individual with neuropathy that previously lacked a molecular diagnosis.We identified an intronic homozygous MFN2 c.600-31T>G variant that disrupts a branch point critical for intron 6 spicing. Full-length long-read isoform cDNA sequencing after treatment with a nonsense-mediated mRNA decay (NMD) inhibitor revealed that this variant creates five distinct altered splicing transcripts. All five altered splicing transcripts have disrupted open reading frames and are subject to NMD. Furthermore, a patient-derived fibroblast line demonstrated abnormal lipid droplet formation, consistent with MFN2 dysfunction. Although correctly spliced full-length MFN2 transcripts are still produced, this branch point variant results in deficient MFN2 protein levels and autosomal recessive Charcot-Marie-Tooth disease, axonal, type 2A (CMT2A).This case highlights the utility of full-length isoform sequencing for characterizing the molecular mechanism of undiagnosed rare diseases and expands our understanding of the genetic basis for CMT2A.