SUMMARY The 1.6 Mb 3q29 deletion is associated with developmental and psychiatric phenotypes. Reduced birthweight and a high prevalence of feeding disorders in patients suggest underlying metabolic dysregulation. We investigated 3q29 deletion-induced metabolic changes using the B6.Del16 +/ Bdh1-Tfrc mouse model. We found that B6.Del16 +/ Bdh1-Tfrc animals preferentially use dietary lipids as an energy source. Untargeted metabolomics showed a strong sex-dependent effect of the 3q29 deletion on fat metabolism. A high-fat diet (HFD) partially rescued the 3q29 deletion-associated weight deficit in females, but not males. Untargeted metabolomics after HFD revealed persistent fat metabolism alterations in females. The HFD did not affect B6.Del16 +/ Bdh1-Tfrc behavioral phenotypes, suggesting that 3q29 deletion-associated metabolic and behavioral outcomes are uncoupled. Our data indicate a HFD intervention in 3q29 deletion syndrome may improve weight phenotypes without exacerbating behavioral manifestations. Our study also highlights the importance of assessing sex in metabolic studies and suggests mechanisms underlying 3q29 deletion-associated metabolic phenotypes are sex-specific.

The 3q29 deletion confers increased risk for neuropsychiatric phenotypes including intellectual disability, autism spectrum disorder, generalized anxiety disorder, and a >40-fold increased risk for schizophrenia. To investigate consequences of the 3q29 deletion in an experimental system, we used CRISPR/Cas9 technology to introduce a heterozygous deletion into the syntenic interval on C57BL/6 mouse chromosome 16. mRNA abundance for 20 of the 21 genes in the interval was reduced by ~50%, while protein levels were reduced for only a subset of these, suggesting a compensatory mechanism. Mice harboring the deletion manifested behavioral impairments in multiple domains including social interaction, cognitive function, acoustic startle, and amphetamine sensitivity, with some sex-dependent manifestations. Additionally, 3q29 deletion mice showed reduced body weight throughout development consistent with the phenotype of 3q29 deletion syndrome patients. Of the genes within the interval, DLG1 has been hypothesized as a contributor to the neuropsychiatric phenotypes. However, we show that Dlg1+/- mice did not exhibit the behavioral deficits seen in mice harboring the full 3q29 deletion. These data demonstrate the following: the 3q29 deletion mice are a valuable experimental system that can be used to interrogate the biology of 3q29 deletion syndrome; behavioral manifestations of the 3q29 deletion may have sex-dependent effects; and mouse-specific behavior phenotypes associated with the 3q29 deletion are not solely due to haploinsufficiency of Dlg1.