ABSTRACT Cells inherit two centrioles, the older of which is uniquely capable of generating a cilium. Using proteomics and super-resolved imaging, we identified a module which we term DISCO (DIStal centriole COmplex). DISCO components CEP90, MNR and OFD1 underlie human ciliopathies. This complex localized to both distal centrioles and centriolar satellites, proteinaceous granules surrounding centrioles. Cells and mice lacking CEP90 or MNR did not generate cilia, failed to assemble distal appendages, and did not transduce Hedgehog signals. Disrupting the satellite pools did not affect distal appendage assembly, indicating that it is the centriolar populations of MNR and CEP90 that are critical for ciliogenesis. CEP90 recruited the most proximal known distal appendage component, CEP83, to root distal appendages formation, an early step in ciliogenesis. In addition, MNR, but not CEP90, restricted centriolar length by recruiting OFD1. We conclude that DISCO acts at the distal centriole to support ciliogenesis by restraining centriole length and assembling distal appendages, defects in which cause human ciliopathies. eTOC summary Kumar et al. identifies a multi-protein complex called DISCO (DIStal centriole COmplex) required to nucleate distal appendages and restrain centriole elongation, essential for the initiation of cilium assembly. Without DISCO, cells fail to ciliate and transduce Hedgehog signals, critical for mammalian development.

Background: Rab35 is a member of a GTPase family of endocytic trafficking proteins. Studies in cell lines have indicated that Rab35 participates in cell adhesion, polarity, cytokinesis, and primary cilia length and composition. Additionally, sea urchin Rab35 regulates actin organization and is required for gastrulation. In mice, loss of Rab35 in the CNS disrupts hippocampal development and neuronal organization. Outside of the CNS, the functions of mammalian Rab35 in vivo are unknown. Methods: We generated and analyzed the consequences of both congenital and conditional null Rab35 mutations in mice. Using a LacZ reporter allele, we assessed Rab35 expression during development and postnatally. We assessed Rab35 loss in the kidney and ureter using histology, immunofluorescence microscopy, and western blotting. Results: Congenital Rab35 loss of function caused embryonic lethality: homozygous mutants arrested at E7.5 with cardiac edema. Conditional loss of Rab35, either during gestation or postnatally, caused hydronephrosis. The kidney and ureter phenotype were associated with disrupted actin cytoskeletal architecture, altered Arf6 epithelial polarity, reduced adherens junctions, loss of tight junction formation, defects in EGFR expression and localization, disrupted cell differentiation, and shortened primary cilia. Conclusion: Rab35 is essential for mammalian development and the maintenance of kidney and ureter architecture. Loss of Rab35 leads to non-obstructive hydronephrosis, making the Rab35 mutant mouse a novel mammalian model to study mechanisms underlying this disease.

The maternal-to-zygotic transition (MZT) is a conserved developmental process where the maternally-derived protein and mRNA cache is replaced with newly made zygotic gene products. We have previously shown that in

Abstract Primary cilia are critical sensory and signaling compartments present on most mammalian cell types. These specialized structures require a unique signaling protein composition relative to the rest of the cell to carry out their functions. Defects in ciliary structure and signaling result in a broad group of disorders collectively known as ciliopathies. One ciliopathy, Bardet-Biedl Syndrome (BBS; OMIM 209900), presents with diverse clinical features, many of which are attributed to defects in ciliary signaling during both embryonic development and postnatal life. For example, patients exhibit obesity, polydactyly, hypogonadism, developmental delay, and skeletal abnormalities along with sensory and cognitive deficits, but for many of these phenotypes it is uncertain which are developmental in origin. A subset of BBS proteins assembles into the BBSome complex, which is responsible for mediating transport of membrane proteins into and out of the cilium, establishing it as a sensory and signaling hub. Here we describe two new mouse models for BBS resulting from a congenital null and conditional allele of Bbs5 . Bbs5 null mice develop a complex phenotype including craniofacial defects, skeletal shortening, ventriculomegaly, infertility, and pituitary anomalies. Utilizing the conditional allele, we show that the male fertility defects, ventriculomegaly, and pituitary abnormalities are only found when Bbs5 is mutated prior to P7 indicating a developmental origin. In contrast, mutation of Bbs5 results in obesity independent of the age of Bbs5 loss. Compared to other animal models of BBS, Bbs5 mutant mice exhibit pathologies that suggest a specialized role for Bbs5 in ciliary function.