Abstract Mutations in HNF1A cause Maturity Onset Diabetes of the Young type 3 (MODY3), the most prevalent form of monogenic diabetes. We generated stem cell-derived pancreatic endocrine cells from human embryonic stem cells (hESCs) with induced hypomorphic mutations in HNF1A . Using these cells, we show that HNF1A orchestrates a transcriptional program required for distinct aspects of β-cell fate and function. During islet cell differentiation, HNF1A deficiency biases islet endocrine cells towards an α -cell fate associated with PAX4 down-regulation. HNF1A- deficient β-cells display impaired basal and glucose stimulated-insulin secretion in association with a reduction in CACNA1A and intracellular calcium levels, and impaired insulin granule exocytosis in association with SYT13 down-regulation. Knockout of PAX4 , CACNA1A and SYT13 reproduce the relevant phenotypes. Reduction of insulin secretion is associated with accumulation of enlarged secretory granules, and altered stoichiometry of secreted insulin to C-peptide. In HNF1A deficient β-cells, glibenclamide, a sulfonylurea drug used in the treatment of MODY3 patients, increases intracellular calcium to levels beyond those achieved by glucose, and restores C-peptide and insulin secretion to a normal stoichiometric ratio. To study HNF1A deficiency in the context of a human disease model, we also generated stem cell-derived pancreatic endocrine cells from two MODY3 patient’s induced pluripotent stem cells (iPSCs). While insulin secretion defects are constitutive in cells with complete HNF1A loss of function, β-cells heterozygous for hypomorphic HNF1A mutations are initially normal, but lose the ability to secrete insulin and acquire abnormal stoichiometric secretion ratios. Importantly, the defects observed in these stem cell models are also seen in circulating proportions of insulin:C-peptide in nine MODY3 patients. One sentence of summary Deficiency of the transcription factor HNF1A biases islet endocrine cell fate towards α -cells, impairs intracellular calcium homeostasis and insulin exocytosis, alters the stoichiometry of insulin to C-peptide release, and leads to an accumulation of abnormal insulin secretory granules in β-cells.

Autism spectrum disorder (ASD) is a genetically heterogeneous condition, caused by a combination of rare de novo and inherited variants as well as common variants in at least several hundred genes. However, significantly larger sample sizes are needed to identify the complete set of genetic risk factors. We conducted a pilot study for SPARK (SPARKForAutism.org) of 457 families with ASD, all consented online. Whole exome sequencing (WES) and genotyping data were generated for each family using DNA from saliva. We identified variants in genes and loci that are clinically recognized causes or significant contributors to ASD in 10.4% of families without previous genetic findings. Additionally, we identified variants that are possibly associated with autism in an additional 3.4% of families. A meta-analysis using the TADA framework at a false discovery rate (FDR) of 0.2 provides statistical support for 34 ASD risk genes with at least one damaging variant identified in SPARK. Nine of these genes (BRSK2, DPP6, EGR3, FEZF2, ITSN1, KDM1B, NR4A2, PAX5 and RALGAPB) are newly emerging genes in autism, of which BRSK2 has the strongest statistical support as a risk gene for autism (TADA q-value = 0.0015). Future studies leveraging the thousands of individuals with ASD that have enrolled in SPARK are likely to further clarify the genetic risk factors associated with ASD as well as allow accelerate autism research that incorporates genetic etiology.