Protein phase separation is implicated in formation of membraneless organelles, signaling puncta and the nuclear pore. Multivalent interactions of modular binding domains and their target motifs can drive phase separation. However, forces promoting the more common phase separation of intrinsically disordered regions are less understood, with suggested roles for multivalent cation-pi, pi-pi, and charge interactions and the hydrophobic effect. Known phase-separating proteins are enriched in pi-orbital containing residues and thus we analyzed pi-interactions in folded proteins. We found that pi-pi interactions involving non-aromatic groups are widespread, underestimated by force-fields used in structure calculations and correlated with solvation and lack of regular secondary structure, properties associated with disordered regions. We present a phase separation predictive algorithm based on pi interaction frequency, highlighting proteins involved in biomaterials and RNA processing.

The use of genome-wide tests to provide molecular diagnosis for individuals with autism spectrum disorder (ASD) requires more study.To perform chromosomal microarray analysis (CMA) and whole-exome sequencing (WES) in a heterogeneous group of children with ASD to determine the molecular diagnostic yield of these tests in a sample typical of a developmental pediatric clinic.The sample consisted of 258 consecutively ascertained unrelated children with ASD who underwent detailed assessments to define morphology scores based on the presence of major congenital abnormalities and minor physical anomalies. The children were recruited between 2008 and 2013 in Newfoundland and Labrador, Canada. The probands were stratified into 3 groups of increasing morphological severity: essential, equivocal, and complex (scores of 0-3, 4-5, and ≥6).All probands underwent CMA, with WES performed for 95 proband-parent trios.The overall molecular diagnostic yield for CMA and WES in a population-based ASD sample stratified in 3 phenotypic groups.Of 258 probands, 24 (9.3%, 95%CI, 6.1%-13.5%) received a molecular diagnosis from CMA and 8 of 95 (8.4%, 95%CI, 3.7%-15.9%) from WES. The yields were statistically different between the morphological groups. Among the children who underwent both CMA and WES testing, the estimated proportion with an identifiable genetic etiology was 15.8% (95%CI, 9.1%-24.7%; 15/95 children). This included 2 children who received molecular diagnoses from both tests. The combined yield was significantly higher in the complex group when compared with the essential group (pairwise comparison, P = .002). [table: see text].Among a heterogeneous sample of children with ASD, the molecular diagnostic yields of CMA and WES were comparable, and the combined molecular diagnostic yield was higher in children with more complex morphological phenotypes in comparison with the children in the essential category. If replicated in additional populations, these findings may inform appropriate selection of molecular diagnostic testing for children affected by ASD.

Summary Mutations in the RNA binding protein (RBP) FUS cause amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and result in its nuclear depletion and cytoplasmic mislocalisation, with cytoplasmic gain of function thought to be crucial in pathogenesis. Here, we show that expression of mutant FUS at physiological levels drives translation inhibition in both mouse and human motor neurons. Rather than acting directly on the translation machinery, we find that mutant FUS forms cytoplasmic condensates that promote the phase separation of FMRP, another RBP associated with neurodegeneration and robustly involved in translation regulation. FUS and FMRP co-partition and repress translation in vitro . In our in vivo model, FMRP RNA targets are depleted from ribosomes. Our results identify a novel paradigm by which FUS mutations favour the condensed state of other RBPs, impacting on crucial biological functions, such as protein translation.