Accurate and efficient pre-mRNA splicing is crucial for normal development and function, and mutations which perturb normal splicing patterns are significant contributors to human disease. We used exome sequencing data from 7,833 probands with developmental disorders (DD) and their unaffected parents to quantify the contribution of splicing mutations to DDs. Patterns of purifying selection, a deficit of variants in highly constrained genes in healthy subjects and excess de novo mutations in patients highlighted particular positions within and around the consensus splice site of greater disease relevance. Using mutational burden analyses in this large cohort of proband-parent trios, we could estimate in an unbiased manner the relative contributions of mutations at canonical dinucleotides (73%) and flanking non-canonical positions (27%), and calculated the positive predictive value of pathogenicity for different classes of mutations. We identified 18 likely diagnostic de novo mutations in dominant DD-associated genes at non-canonical positions in splice sites. We estimate 35-40% of pathogenic variants in non-canonical splice site positions are missing from public databases.

Abstract Purpose The genetic aetiology of a major fraction of patients with intellectual disability (ID) remains unknown. De novo mutations (DNMs) in protein-coding genes explain up to 40% of cases, but the potential role of regulatory DNMs is still poorly understood. Methods We sequenced 70 whole genomes from 24 ID probands and their unaffected parents and analyzed 30 previously sequenced genomes from exome-negative ID probands. Results We found that DNVs were selectively enriched in fetal brain-specific enhancers that show purifying selection in human population. DNV containing enhancers were associated with genes that show preferential expression in the pre-frontal cortex, have been previously implicated in ID or related disorders, and exhibit intolerance to loss of function variants. DNVs from ID probands preferentially disrupted putative binding sites of neuronal transcription factors, as compared to DNVs from healthy individuals and most showed allele-specific enhancer activity. In addition, we identified recurrently mutated enhancer clusters that regulate genes involved in nervous system development ( CSMD1 , OLFM1 and POU3F3) . Moreover, CRISPR-based perturbation of a DNV-containing enhancer caused CSMD1 overexpression and abnormal expression of neurodevelopmental regulators. Conclusion Our results, therefore, provide new evidence to indicate that DNVs in constrained fetal brain-specific enhancers play a role in the etiology of ID.