The varied ways in which mutations in presenilins (PSEN1 and PSEN2) affect amyloid b precursor protein (APP) processing in causing early-onset familial Alzheimer disease (FAD) are complex and not yet properly understood. Nonetheless, one useful diagnostic marker is an increased ratio of Ab42 to Ab40 (Ab42/Ab40) in patients' brain and biological fluids as well as in transgenic mice and cells. We studied Ab and APP processing for a set of nine clinical PSEN mutations on a novel and highly reproducible enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)-based in vitro method and also sought correlation with brain Ab analyzed by image densitometry and mass spectrometry. All mutations significantly increased Ab42/Ab40 in vitro by significantly decreasing Ab40 with accumulation of APP C-terminal fragments, a sign of decreased PSEN activity. A significant increase in absolute levels of Ab42 was observed for only half of the mutations tested. We also showed that age-of-onset of PSEN1-linked FAD correlated inversely with Ab42/Ab40 (r = -0.89; P = 0.001) and absolute levels of Ab42 (r = -0.83; P = 0.006), but directly with Ab40 levels (r = 0.69; P = 0.035). These changes also partly correlated with brain Ab42 and Ab40 levels. Together, our data suggested that Ab40 might be protective by perhaps sequestering the more toxic Ab42 and facilitating its clearance. Also, the in vitro method we describe here is a valid tool for assaying the pathogenic potential of clinical PSEN mutations in a molecular diagnostic setting.

ABSTRACT ISG15 is an interferon-stimulated, ubiquitin-like protein that can conjugate to substrate proteins (ISGylation) to counteract microbial infection, but the underlying mechanisms remain elusive. Here, we used a viral-like particle trapping technology to identify ISG15-binding proteins and discovered Ring Finger Protein 213 (RNF213) as an ISG15 interactor and cellular sensor of ISGylated proteins. RNF213 is a poorly-characterized, interferon-induced megaprotein that is frequently mutated in Moyamoya disease, a rare cerebrovascular disorder. We found that interferon induces ISGylation and oligomerization of RNF213 on lipid droplets, where it acts as a sensor for ISGylated proteins. We showed that RNF213 has broad antimicrobial activity in vitro and in vivo, counteracting infection with Listeria monocytogenes, herpes simplex virus 1 (HSV-1), human respiratory syncytial virus (RSV) and coxsackievirus B3 (CVB3), and we observed a striking co-localization of RNF213 with intracellular bacteria. Together, our findings provide novel molecular insights into the ISGylation pathway and reveal RNF213 as a key antimicrobial effector.

Summary PLAAT3 is a phospholipid modifying enzyme predominantly expressed in white adipose tissue (WAT). It is a candidate drug target as Plaat3 deficiency in mice protects against picornavirus infection and diet-induced obesity. We identified four patients with homozygous loss-of-function mutations in PLAAT3 , presenting with partial lipodystrophy, severe insulin resistance and dyslipidemia. PLAAT3-deficient WAT showed a failure to liberate arachidonic acid (AA) from membrane phospholipids resulting in an inactive gene network downstream of adipogenesis master regulator and anti-diabetic drug target PPARG. These findings establish PLAAT3 deficiency in humans as a novel type of partial lipodystrophy due to an AA- and PPARG-dependent defect in WAT differentiation and function.

SUMMARY The Bridging Integrator 1 ( BIN1 ) gene is a major susceptibility gene for Alzheimer’s disease (AD). Deciphering its pathophysiological role is challenging due to its numerous isoforms. Here we observed in Drosophila that human BIN1 isoform1 (BIN1iso1) overexpression, contrary to BIN1iso8 and BIN1iso9, induced an accumulation of endosomal vesicles and neurodegeneration. Systematic search for endosome regulators able to prevent BIN1iso1-induced neurodegeneration indicated that a defect at the early endosome level is responsible for the neurodegeneration. In human induced neurons (hiNs) and cerebral organoids, BIN1 knock-out resulted in the narrowing of early endosomes. This phenotype was rescued by BIN1iso1 but not BIN1iso9 expression. Finally, BIN1iso1 overexpression also led to an increase in the size of early endosomes and neurodegeneration in hiNs. Altogether, our data demonstrate that the AD susceptibility gene BIN1 , and especially BIN1iso1, contributes to early-endosome size deregulation, which is an early pathophysiological hallmark of AD pathology.

The Interferon Regulatory Factor 2 Binding Protein Like (IRF2BPL) gene encodes a member of the IRF2BP family of transcriptional regulators. Currently the biological function of this gene is obscure, and the gene has not been associated with a Mendelian disease. Here we describe seven individuals affected with neurological symptoms who carry damaging heterozygous variants in IRF2BPL. Five cases carrying nonsense variants in IRF2BPL resulting in a premature stop codon display severe neurodevelopmental regression, hypotonia, progressive ataxia, seizures, and a lack of coordination. Two additional individuals, both with missense variants, display global developmental delay and seizures and a relatively milder phenotype than those with nonsense alleles. The bioinformatics signature for IRF2BPL based on population genomics is consistent with a gene that is intolerant to variation. We show that the IRF2BPL ortholog in the fruit fly, called pits (protein interacting with Ttk69 and Sin3A), is broadly expressed including the nervous system. Complete loss of pits is lethal early in development, whereas partial knock-down with RNA interference in neurons leads to neurodegeneration, revealing requirement for this gene in proper neuronal function and maintenance. The nonsense variants in IRF2BPL identified in patients behave as severe loss-of-function alleles in this model organism, while ectopic expression of the missense variants leads to a range of phenotypes. Taken together, IRF2BPL and pits are required in the nervous system in humans and flies, and their loss leads to a range of neurological phenotypes in both species.