A genetic interaction network containing approximately 1000 genes and approximately 4000 interactions was mapped by crossing mutations in 132 different query genes into a set of approximately 4700 viable gene yeast deletion mutants and scoring the double mutant progeny for fitness defects. Network connectivity was predictive of function because interactions often occurred among functionally related genes, and similar patterns of interactions tended to identify components of the same pathway. The genetic network exhibited dense local neighborhoods; therefore, the position of a gene on a partially mapped network is predictive of other genetic interactions. Because digenic interactions are common in yeast, similar networks may underlie the complex genetics associated with inherited phenotypes in other organisms.

CDKL5 deficiency disorder (CDD) is a rare developmental and epileptic encephalopathy. Ganaxolone, a neuroactive steroid, reduces the frequency of major motor seizures in children with CDD. This analysis explored the effect of ganaxolone on non-seizure outcomes. Children (2-19 years) with genetically confirmed CDD and ≥ 16 major motor seizures per month were enrolled in a double-blind randomized placebo-controlled trial. Ganaxolone or placebo was administered three times daily for 17 weeks. Behaviour was measured with the Anxiety, Depression and Mood Scale (ADAMS), daytime sleepiness with the Child Health Sleep Questionnaire, and quality of life with the Quality of Life Inventory-Disability (QI-Disability) scale. Scores were compared using ANOVA, adjusted for age, sex, number of anti-seizure mediations, baseline 28-day major motor seizure frequency, baseline developmental skills, and behaviour, sleep or quality of life scores. 101 children with CDD (39 clinical sites, 8 countries) were randomized. Median (IQR) age was 6 (3-10) years, 79.2 % were female, and 50 received ganaxolone. After 17 weeks of treatment, Manic/Hyperactive scores (mean difference 1.27, 95%CI -2.38,-0.16) and Compulsive Behaviour scores (mean difference 0.58, 95%CI -1.14,-0.01) were lower (improved) in the ganaxolone group compared with the placebo group. Daytime sleepiness scores were similar between groups. The total change in QOL score for children in the ganaxolone group was 2.6 points (95%CI -1.74,7.02) higher (improved) than in the placebo group but without statistical significance. Along with better seizure control, children who received ganaxolone had improved behavioural scores in select domains compared to placebo.

Abstract The toolbox for genome editing in basic research and therapeutic applications is rapidly expanding. While efficient targeted gene ablation using nuclease editors has been demonstrated from bench to bedside, precise transgene integration remains a technical challenge. AAV6 has been a prevalent donor carrier for homology-directed repair (HDR) mediated genome engineering but has reported safety issues, manufacturing constraints, and restricted applications due to its 4.5 Kb packaging limit. Non-viral targeted genetic knock-ins rely primarily on double-stranded DNA (dsDNA) and linear single-stranded DNA (lssDNA) donors. Both dsDNA and lssDNA have been previously demonstrated to have low efficiency and cytotoxicity. Here, we developed a non-viral g enome writing catalyst (GATALYST™) system which allows production of ultrapure, mini c ircle s ingle- s tranded DNAs (cssDNAs) up to ∼20 Kb as donor templates for highly efficient precision transgene integration. cssDNA donors enable knock-in efficiency of up to 70% in induced pluripotent stem cells (iPSCs), superior efficiency in multiple clinically relevant primary cell types, and at multiple genomic loci implicated for clinical applications with various nuclease editor systems. When applied to immune cell engineering, cssDNA engineered CAR-T cells exhibit more potent and durable anti-tumor efficacy than those engineered from AAV6 viral vectors. The exceptional precision and efficiency, improved safety, payload flexibility, and scalable manufacturability of cssDNA unlocks the full potential of genome engineering with broad applications in therapeutic development, disease modeling and other research areas. Highlights Scalable production of mini c ircle ssDNA (cssDNA) with highly engineered phagemid system G enome writing catalyst (GATALYST™) system with cssDNA donor template demonstrates superior efficiency and safety in various cell types and genomic loci GATALYST gene writing system enables ultra-large transgene integration cssDNA engineered CAR-T outperforms AAV engineered CAR-T with superior anti-tumor function

Sleep difficulties are common in CDKL5 deficiency disorder (CDD), a developmental and epileptic encephalopathy (DEE). This study evaluated the factor structure of the Disorders of Initiating and Maintaining Sleep (DIMS), Disorders of Excessive Daytime Somnolence (DOES) and Sleep Breathing Disorders (SBD) domains of the Sleep Disturbance Scale for Children (SDSC) for CDD.

Pattern separation is a fundamental brain computation that converts small differences in synaptic input patterns into large differences in action potential (AP) output patterns. Pattern separation plays a key role in the dentate gyrus, enabling the efficient storage and recall of memories in downstream hippocampal CA3 networks. Several mechanisms for pattern separation have been proposed, including expansion of coding space, sparsification of neuronal activity, and simple thresholding mechanisms. Alternatively, a winner-takes-all mechanism, in which the most excited cells inhibit all less-excited cells by lateral inhibition, might be involved. Although such a mechanism is computationally powerful, it remains unclear whether it operates in biological networks. Here, we develop a full-scale network model of the dentate gyrus, comprised of granule cells (GCs) and parvalbumin+ (PV+) inhibitory interneurons, based on experimentally determined biophysical cellular properties and synaptic connectivity rules. Our results demonstrate that a biologically realistic principal neuron−interneuron (PN−IN) network model is a highly efficient pattern separator. Mechanistic dissection in the model revealed that a winner-takes-all mechanism by lateral inhibition plays a crucial role in pattern separation. Furthermore, both fast signaling properties of PV+ interneurons and focal GC−interneuron connectivity are essential for efficient pattern separation. Thus, PV+ interneurons are not only involved in basic microcircuit functions, but also contribute to higher-order computations in neuronal networks, such as pattern separation.

Individuals with Rett syndrome suffer from severely impaired cognitive and motor performance. Current movement-related therapeutic programs often include traditional physical therapy activities and assisted treadmill walking routines for those patients who are ambulatory. However, there are no quantitative reports of kinematic gait parameters obtained during treadmill walking. Here we report the results of an investigation of 17 females diagnosed with typical Rett who walked on a treadmill as speed gradually increased. The objective included characterizing lower limb kinematics, including knee and hip joint range of motions, velocities, limb asymmetries, and the variance associated with these measures. Joint kinematics were obtained using a 12 camera motion capture system and associated processing and analysis software. Stride times progressively decreased as treadmill speeds increased although the range of speeds our participant could walk was quite slow: range 0.2 m/s – 0.5 m/s. There were significant main effects of speed on sagittal knee and hip range of motions and hip velocity. There were large joint asymmetries and variance values relative to both healthy walkers and others patient populations although variance values decreased as walking speed increased. There were significant correlations between joint range of motions and stride times and joint velocities and stride times. The results indicate that Rett patients can adapt their kinematic gait patterns in response to increasing treadmill speed but their ability to do so lies within a narrow range of speeds. We suggest that treadmill training for ambulatory individuals with Rett may further promote improved walking kinematics as well as overall health benefits.