Variable, glutamine-encoding, CAA interruptions indicate that a property of the uninterrupted HTT CAG repeat sequence, distinct from the length of huntingtin's polyglutamine segment, dictates the rate at which Huntington's disease (HD) develops. The timing of onset shows no significant association with HTT cis-eQTLs but is influenced, sometimes in a sex-specific manner, by polymorphic variation at multiple DNA maintenance genes, suggesting that the special onset-determining property of the uninterrupted CAG repeat is a propensity for length instability that leads to its somatic expansion. Additional naturally occurring genetic modifier loci, defined by GWAS, may influence HD pathogenesis through other mechanisms. These findings have profound implications for the pathogenesis of HD and other repeat diseases and question the fundamental premise that polyglutamine length determines the rate of pathogenesis in the "polyglutamine disorders."

Huntington's disease (HD) is a dominantly inherited disease caused by a CAG expansion mutation in HTT. The age at onset of clinical symptoms is determined primarily by the length of this CAG expansion but is also influenced by other genetic and/or environmental factors.Recently, through genome-wide association studies (GWAS) aimed at discovering genetic modifiers, we identified loci associated with age at onset of motor signs that are significant at the genome-wide level. However, many additional HD modifiers may exist but may not have achieved statistical significance due to limited power.In order to disseminate broadly the entire GWAS results and make them available to complement alternative approaches, we have developed the internet website "GeM MOA" where genetic association results can be searched by gene name, SNP ID, or genomic coordinates of a region of interest.Users of the Genetic Modifiers of Motor Onset Age (GeM MOA) site can therefore examine support for association between any gene region and age at onset of HD motor signs. GeM MOA's interactive interface also allows users to navigate the surrounding region and to obtain association p-values for individual SNPs.Our website conveys a comprehensive view of the genetic landscape of modifiers of HD from the existing GWAS, and will provide the means to evaluate the potential influence of genes of interest on the onset of HD. GeM MOA is freely available at https://www.hdinhd.org/.

Huntington's disease pathogenesis involves a genetic gain-of-function toxicity mechanism triggered by the expanded HTT CAG repeat. Current therapeutic efforts aim to suppress expression of total or mutant huntingtin, though the relationship of huntingtin's normal activities to the gain-of-function mechanism and what the effects of huntingtin-lowering might be are unclear. Here, we have re-investigated a rare family segregating two presumed HTT loss-of-function (LoF) variants associated with the developmental disorder, Lopes-Maciel-Rodan syndrome (LOMARS), using whole-genome sequencing of DNA from cell lines, in conjunction with analysis of mRNA and protein expression. Our findings correct the muddled annotation of these HTT variants, reaffirm they are the genetic cause of the LOMARS phenotype and demonstrate that each variant is a huntingtin hypomorphic mutation. The NM_002111.8: c.4469+1G>A splice donor variant results in aberrant (exon 34) splicing and severely reduced mRNA, whereas, surprisingly, the NM_002111.8: c.8157T>A NP_002102.4: Phe2719Leu missense variant results in abnormally rapid turnover of the Leu2719 huntingtin protein. Thus, although rare and subject to an as yet unknown LoF intolerance at the population level, bona fide HTT LoF variants can be transmitted by normal individuals leading to severe consequences in compound heterozygotes due to huntingtin deficiency.

Abstract Dermatan sulfate (DS) and autoantigen (autoAg) complexes are capable of stimulating autoreactive CD5+ B-1 cells. We examined the activity of DS on CD5+ pre-B lymphoblast NFS-25 cells. CD19, CD5, CD72, PI3K, and Fas possess varying degrees of DS affinity. The three pre-BCR components, Ig heavy chain mu (IgH), VpreB, and lambda 5, display differential DS affinities, with IgH having the strongest affinity. DS attaches to NFS-25 cells, gradually accumulates in the ER, and eventually localizes to the nucleus. DS and IgH co-localize on the cell surface and in the ER. DS associates strongly with 17 ER proteins (e.g., BiP/Grp78, Grp94, Hsp90ab1, Ganab, Vcp, Canx, Kpnb1, Prkcsh, Pdia3), which points to an IgH-associated multiprotein complex in the ER. In addition, DS interacts with nuclear proteins (Ncl, Xrcc6, Prmt5, Eftud2, Supt16h) and Lck. We also discovered that DS binds GTF2I, a required gene transcription factor at the IgH locus. These findings support DS as a potential master regulator of IgH in pre-B cells at protein and gene levels. We propose a (DS•autoAg)-autoBCR dual signal model in which an autoBCR is engaged by both autoAg and DS, and, once internalized, DS recruits a cascade of molecules that may help avert apoptosis and steer autoreactive B cell fate. Through its affinity with autoAgs and its control of IgH, DS emerges as a potential key player in the development of autoreactive B cells and autoimmunity.

Abstract Objective To assess the prevalence, timing and functional impact of psychiatric, cognitive and motor abnormalities in Huntington’s disease (HD) gene carriers, we analysed retrospective clinical data from individuals with manifest HD. Methods Clinical features of HD patients were analysed for 6316 individuals in the European REGISTRY study from 161 sites across 17 countries. Data came from clinical history and the patient-completed Clinical Characteristics Questionnaire that assessed eight symptoms: motor, cognitive, apathy, depression, perseverative/obsessive behavior, irritability, violent/aggressive behavior, and psychosis. Multiple logistic regression was used to analyse relationships between symptoms and functional outcomes. Results The initial manifestation of HD is increasingly likely to be motor, and less likely to be psychiatric, as age at presentation increases, and is independent of pathogenic CAG repeat length. The Clinical Characteristics Questionnaire captures data on non-motor symptom prevalence that correlate specifically with validated clinical measures. Psychiatric and cognitive symptoms are common in HD gene carriers, with earlier onsets associated with longer CAG repeats. 42.4% of HD patients reported at least one psychiatric or cognitive symptom before motor symptoms, with depression most common. Each non-motor symptom was associated with significantly reduced total functional capacity scores. Conclusions Psychiatric and cognitive symptoms are common and functionally debilitating in HD gene carriers. They require recognition and targeting with clinical outcome measures and treatments. However, as it is impossible to distinguish confidently between non-motor symptoms arising from HD and primary psychiatric disorders, particularly in younger pre-manifest patients, non-motor symptoms should not be used to make a clinical diagnosis of HD.

Abstract Arsenic is an environmental toxin that exists mainly as pentavalent arsenate and trivalent arsenite. Both forms activate the yeast SAPK Hog1, but with different consequences. We describe a mechanism by which cells distinguish between these arsenicals through one-step metabolism to differentially regulate the bidirectional glycerol channel Fps1, an adventitious port for arsenite. Cells exposed to arsenate reduce it to thiol-reactive arsenite, which modifies a set of cysteine residues in target proteins; whereas cells exposed to arsenite metabolize it to methylarsenite, which modifies an additional set of cysteine residues. Hog1 becomes arsenylated, which prevents it from closing Fps1. However, this block is overcome in cells exposed to arsenite through methylarsenylation of Acr3, an arsenite efflux pump that we found also regulates Fps1 directly. This adaptation allows cells to restrict arsenite entry through Fps1, but also allows its exit when produced from arsenate exposure. These results have broad implications for understanding how SAPKs activated by diverse stressors can drive stress-specific outputs. Summary (for JCB table of contents) Jongmin Lee, David E. Levin Lee and Levin investigate the question of how different stressors can drive divergent outputs from an active SAPK. The work describes the mechanism by which two forms of arsenic that both activate the yeast SAPK Hog1 differentially regulate the glycerol channel Fps1.

Abstract Background A major challenge in neurodegenerative diseases concerns identifying biological disease signatures that track with disease progression or respond to an intervention. Several clinical trials in Huntington disease (HD), an inherited, progressive neurodegenerative disease, are currently ongoing. Therefore, we examined whether peripheral tissues can serve as a source of readily accessible biological signatures at the RNA and protein level in HD patients. Results We generated large, high-quality human datasets from skeletal muscle, skin and adipose tissue to probe molecular changes in human premanifest and early manifest HD patients – those most likely involved in clinical trials. In-depth single nucleotide polymorphism data across the HTT gene will facilitate the use of the generated primary- and iPSC cell lines in allele-specific targeting approaches. The analysis of the transcriptomics and proteomics data shows robust, stage-dependent dysregulation. Gene ontology analysis confirmed the involvement of inflammation and energy metabolism in peripheral HD pathogenesis. Furthermore, we observed changes in the homeostasis of extracellular vesicles, where we found consistent changes of genes and proteins involved in this process. Conclusions Our ‘omics data document the involvement of inflammation, energy metabolism and extracellular vesicle homeostasis. This demonstrates the potential to identify biological signatures from peripheral tissues in HD suitable as biomarkers in clinical trials. Together with the primary cell lines established from peripheral tissues and a large panel of iPSC lines that can serve as human models of HD, the generated data are a valuable and unique resource to advance the current understanding of molecular mechanisms driving HD pathogenesis.

Anaerobic ammonium oxidation (anammox) performing bacteria self-assemble into compact biofilms by expressing extracellular polymeric substances (EPS). Anammox EPS are poorly characterized, largely due to their low solubility in typical aqueous solvents. Pronase digestion achieved 19.5 +- 0.9 and 41.4 +- 1.4% (w/w) more solubilization of Candidatus Brocadia sinica-enriched anammox granules than DNase and amylase respectively. Nuclear magnetic resonance profiling of the granules confirmed that proteins were dominant. We applied ionic liquid (IL) 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate and N,N- dimethylacetamide (EMIM-Ac/DMAc) mixture to extract the major structural proteins. Further treatment by anion exchange chromatography isolated homologous S/T-rich proteins BROSI\_A1236 and UZ01\_01563, which were major components of the extracted proteins and sequentially highly similar to putative anammox surface-layer (S-layer) protein KUSTD1514. EMIM-Ac/DMAc extraction enriched for these putative S-layer proteins against all other major proteins, along with six monosaccharides (i.e. arabinose, xylose, rhamnose, fucose, galactose and mannose). The sugars, however, contributed <0.5% (w/w) of total granular biomass, and were likely co-enriched as glycoprotein appendages. This study demonstrates that S-layer proteins are major constituents of anammox biofilms and can be isolated from the matrix using an ionic liquid-based solvent.