Corticotropin-independent Cushing's syndrome is caused by tumors or hyperplasia of the adrenal cortex. The molecular pathogenesis of cortisol-producing adrenal adenomas is not well understood.

Summary Individuals with autism spectrum disorders (ASD) exhibit an increased burden of de novo variants in a broadening range of genes. We functionally tested the effects of ASD missense variants using Drosophila through ‘humanization’ rescue and overexpression-based strategies. We studied 79 ASD variants in 74 genes identified in the Simons Simplex Collection and found 38% of them caused functional alterations. Moreover, we identified GLRA2 as the cause of a spectrum of neurodevelopmental phenotypes beyond ASD in eight previously undiagnosed subjects. Functional characterization of variants in ASD candidate genes point to conserved neurobiological mechanisms and facilitates gene discovery for rare neurodevelopmental diseases.

ABSTRACT Pathogenic variants in SETD1B have been associated with a syndromic neurodevelopmental disorder including intellectual disability, language delay and seizures. To date, clinical features have been described for eleven patients with (likely) pathogenic SETD1B sequence variants. We perform an in-depth clinical characterization of a cohort of 36 unpublished individuals with SETD1B sequence variants, describing their molecular and phenotypic spectrum. Selected variants were functionally tested using in vitro and genome-wide methylation assays. Our data present evidence for a loss-of-function mechanism of SETD1B variants, resulting in a core clinical phenotype of global developmental delay, language delay including regression, intellectual disability, autism and other behavioral issues, and variable epilepsy phenotypes. Developmental delay appeared to precede seizure onset, suggesting SETD1B dysfunction impacts physiological neurodevelopment even in the absence of epileptic activity. Interestingly, males are significantly overrepresented and more severely affected, and we speculate that sex-linked traits could affect susceptibility to penetrance and the clinical spectrum of SETD1B variants. Finally, despite the possibility of non-redundant contributions of SETD1B and its paralogue SETD1A to epigenetic control, the clinical phenotypes of the related disorders share many similarities, indicating that elucidating shared and divergent downstream targets of both genes will help to understand the mechanism leading to the neurobehavioral phenotypes. Insights from this extensive cohort will facilitate the counseling regarding the molecular and phenotypic landscape of newly diagnosed patients with the SETD1B -related syndrome.

Zinc and RING finger 3 (ZNRF3) is a negative-feedback regulator of Wnt/β-catenin signaling, which plays an important role in human brain development. Although somatically frequently mutated in cancer, germline variants in ZNRF3 have not been established as causative for neurodevelopmental disorders (NDDs). We identified 12 individuals with ZNRF3 variants and various phenotypes via GeneMatcher/Decipher and evaluated genotype-phenotype correlation. We performed structural modeling and representative deleterious and control variants were assessed using in vitro transcriptional reporter assays with and without Wnt-ligand Wnt3a and/or Wnt-potentiator R-spondin (RSPO). Eight individuals harbored de novo missense variants and presented with NDD. We found missense variants associated with macrocephalic NDD to cluster in the RING ligase domain. Structural modeling predicted disruption of the ubiquitin ligase function likely compromising Wnt receptor turnover. Accordingly, the functional assays showed enhanced Wnt/β-catenin signaling for these variants in a dominant negative manner. Contrarily, an individual with microcephalic NDD harbored a missense variant in the RSPO-binding domain predicted to disrupt binding affinity to RSPO and showed attenuated Wnt/β-catenin signaling in the same assays. Additionally, four individuals harbored de novo truncating or de novo or inherited large in-frame deletion variants with non-NDD phenotypes, including heart, adrenal, or nephrotic problems. In contrast to NDD-associated missense variants, the effects on Wnt/β-catenin signaling were comparable between the truncating variant and the empty vector and between benign variants and the wild type. In summary, we provide evidence for mirror brain size phenotypes caused by distinct pathomechanisms in Wnt/β-catenin signaling through protein domain-specific deleterious ZNRF3 germline missense variants.

Sequencing-based studies have identified novel risk genes for rare, severe epilepsies and revealed a role of rare deleterious variation in common epilepsies. To identify the shared and distinct ultra-rare genetic risk factors for rare and common epilepsies, we performed a whole-exome sequencing (WES) analysis of 9,170 epilepsy-affected individuals and 8,364 controls of European ancestry. We focused on three phenotypic groups; the rare but severe developmental and epileptic encephalopathies (DEE), and the commoner phenotypes of genetic generalized epilepsy (GGE) and non-acquired focal epilepsy (NAFE). We observed that compared to controls, individuals with any type of epilepsy carried an excess of ultra-rare, deleterious variants in constrained genes and in genes previously associated with epilepsy, with the strongest enrichment seen in DEE and the least in NAFE. Moreover, we found that inhibitory GABAA receptor genes were enriched for missense variants across all three classes of epilepsy, while no enrichment was seen in excitatory receptor genes. The larger gene groups for the GABAergic pathway or cation channels also showed a significant mutational burden in DEE and GGE. Although no single gene surpassed exome-wide significance among individuals with GGE or NAFE, highly constrained genes and genes encoding ion channels were among the top associations, including CACNA1G, EEF1A2, and GABRG2 for GGE and LGI1, TRIM3, and GABRG2 for NAFE. Our study confirms a convergence in the genetics of common and rare epilepsies associated with ultra-rare coding variation and highlights a ubiquitous role for GABAergic inhibition in epilepsy etiology in the largest epilepsy WES study to date.

Whole-exome sequencing (WES) enrichment platforms are usually evaluated by measuring the depth of coverage at target regions. However, variants called in WES are reported in the variant call format (VCF) file, which is filtered by minimum site coverage and mapping quality. Therefore, genotypability (base calling calculated by combining depth of coverage with the confidence of read alignment) should be considered as a more informative parameter to assess the performance of WES. We found that the mapping quality of reads aligned to difficult target regions was improved by increasing the DNA fragment length well above the average exon size. We tested three different DNA fragment lengths using four major commercial WES platforms and found that longer DNA fragments achieved a higher percentage of callable bases in the target regions and thus improved the genotypability of many genes, including several associated with clinical phenotypes. DNA fragment size also affected the uniformity of coverage, which in turn influences genotypability, indicating that different platforms are optimized for different DNA fragment lengths. Finally, we found that although the depth of coverage continued to increase in line with the sequencing depth (overall number of reads), base calling reached saturation at a depth of coverage that depended on the enrichment platform and DNA fragment length. This confirmed that genotypability provides better estimates for the optimal sequencing depth of each fragment size/enrichment platform combination.