Autism spectrum disorders (ASDs) are common, heritable neurodevelopmental conditions. The genetic architecture of ASDs is complex, requiring large samples to overcome heterogeneity. Here we broaden coverage and sample size relative to other studies of ASDs by using Affymetrix 10K SNP arrays and 1,181 families with at least two affected individuals, performing the largest linkage scan to date while also analyzing copy number variation in these families. Linkage and copy number variation analyses implicate chromosome 11p12–p13 and neurexins, respectively, among other candidate loci. Neurexins team with previously implicated neuroligins for glutamatergic synaptogenesis, highlighting glutamate-related genes as promising candidates for contributing to ASDs.

ABSTRACT Schizophrenia (SCZ) is caused by a complex interplay of polygenic risk and environmental factors, which might alter regulators of gene expression leading to pathogenic mis-expression of SCZ risk genes. The RNA binding protein family CPEB (CPEB1, CPEB2, CPEB3, CPEB4) regulates the translation of target RNAs bearing CPE sequences in their 3’UTR (approximately 40% of overall genes). We previously identified CPEB4 as a key dysregulated translational regulator in autism spectrum disorder (ASD), proving that its neuronal-specific microexon (exon 4) is mis-spliced in brains of ASD probands, leading to concerted underexpression of a plethora of high confidence ASD-risk genes. The genetic and pathogenic mechanisms shared between SCZ and ASD make it plausible that mis-splicing of CPEB4 might occur also in SCZ patients, leading to downstream altered brain expression of multiple SCZ-related genes. In this study, we first analyzed Psychiatric Genomics Consortium GWAS data and found significant enrichment of SCZ-associated genes for CPEB4-binder transcripts. We also found decreased inclusion of CPEB4 microexon in postmortem prefrontal cortex of SCZ probands. This mis-splicing is associated with decreased protein levels of SCZ-associated genes that are targets of CPEB4. Interestingly, this happens specifically in individuals with low exposure to antipsychotic medication. Finally, we show that mild overexpression of a CPEB4 transcript lacking exon 4 (CPEB4Δ4) in mice suffices to induce decreased protein levels of SCZ genes targeted by CPEB4; these mice are also characterized by SCZ-linked behaviors. In summary, this study identifies aberrant CPEB4 splicing and downstream mis-expression of SCZ-risk genes as a novel etiological mechanism in SCZ.

ABSTRACT The contactin-associated protein-like 2 (CNTNAP2) gene is a member of the neurexin superfamily. CNTNAP2 was implicated in the cortical dysplasia-focal epilepsy (CDFE) syndrome, a recessive disease characterized by intellectual disability, epilepsy, language impairments and autistic features. Associated SNPs and heterozygous deletions in CNTNAP2 have also frequently been reported in autism, schizophrenia and other psychiatric or neurological disorders. We aim here to gain conclusive evidence for the role of CNTNAP2 in susceptibility to psychiatric disorders by the comprehensive analysis of large genomic datasets. In this study we used: i) summary statistics from the Psychiatric Genomics Consortium (PGC) GWAS; ii) examined all reported CNTNAP2 structural variants in patients and controls; iii) performed cross-disorder analysis of functional or previously associated SNPs; iv) and conducted burden tests for pathogenic rare variants using sequencing data (4,483 ASD and 6,135 schizophrenia cases, and 13,042 controls). In a CNV mircroarray study, we previously identified a 131kb deletion in CNTNAP2 intron 1, removing a FOXP2 transcription factor binding site in an extended BD family. Here we perform a quantitative-PCR validation showing imperfect segregation with disease (5 bipolar disorder relatives). The distribution of CNVs across CNTNAP2 in psychiatric cases from previous reports was no different from controls of the database of genomic variants. Gene-based association testing did not implicate common variants in autism, schizophrenia or other psychiatric phenotypes. The association of proposed functional SNPs rs7794745 and rs2710102, reported to influence brain connectivity, was not replicated; nor did functional SNPs yield significant results in meta-analysis across psychiatric disorders. Disrupting CNTNAP2 rare variant burden was not higher in autism or schizophrenia compared to controls. This large comprehensive candidate gene study indicates that CNTNAP2 may not be a robust risk gene for psychiatric phenotypes. AUTHOR SUMMARY Genetic mutations that disrupt both copies of the CNTNAP2 gene lead to severe disease, characterized by profound intellectual disability, epilepsy, language difficulties and autistic traits. Researchers hypothesized that this gene may also be involved in autism given some overlapping clinical features with this disease. Indeed, several large DNA deletions affecting one of the two copies of CNTNAP2 were found in some patients with autism, and later also in patients with schizophrenia, bipolar disorder, ADHD and epilepsy, suggesting that this gene was involved in several psychiatric or neurologic diseases. Other studies considered genetic sequence variations that are common in the general population, and suggested that two such sequence variations in CNTNAP2 predispose to psychiatric diseases by influencing the functionality and connectivity of the brain. In the current study, we report the deletion of one copy of CNTNAP2 in a patient with bipolar disorder from an extended family where five relatives were affected with this condition. To better understand the involvement of CNTNAP2 in risk of mental illness, we performed several genetic analyses using a series of large publically available or in-house datasets, comprising many thousands of patients and controls. Despite the previous consideration of CNTNAP2 as a strong candidate gene for autism or schizophrenia, we show that neither common, deletion nor ultra-rare variants in CNTNAP2 are likely to play a major role in risk of psychiatric diseases.

Previous research has implicated de novo (DN) and inherited truncating mutations in autism spectrum disorder (ASD). We aim to investigate whether the load of inherited truncating mutations contribute similarly to high functioning autism (HFA), and to characterise genes harbouring DN variants in HFA. We performed whole-exome sequencing (WES) in 20 HFA families (average IQ=100). No difference was observed in the number of transmitted versus non-transmitted truncating alleles to HFA (117 vs 130, P=0.32). Transmitted truncating and DN variants in HFA were not enriched in GO or KEGG categories, nor autism-related gene sets. However, in a HFA patient we identified a DN variant in a canonical splice site of LRP1, a post-synaptic density gene that is a target for the FMRP. This DN leads to in-frame skipping of exon-29, removing 2 of 6 blades of the β-propeller domain-4 of LRP1, with putative functional consequences. Results using large datasets implicate LRP1 across psychiatric diseases: i) DN are associated with ASD (P=0.039) and schizophrenia (P=0.008) from combined sequencing projects; ii) Common variants using Psychiatric Genomics Consortium GWAS datasets show gene-based association in schizophrenia (P=6.6E-07) and across six psychiatric diseases (meta-analysis P=8.1E-05); and iii) burden of ultra-rare pathogenic variants is higher in ASD (P=1.2E-05), using WES from 6,135 schizophrenia patients, 1,778 ASD patients and 6,245 controls. Previous and current studies suggest an impact of truncating mutations restricted to severe ASD phenotypes associated with intellectual disability. We provide evidence for pleiotropic effects of common and rare variants in the LRP1 gene across psychiatric phenotypes.

Multiple sclerosis (MS) is characterized by neuroinflammation and demyelination of the central nervous system (CNS), leading to disablility. Genetic variants that confer MS risk implicate genes involved in immune function, while variants related to severity of the disease are associated with genes preferentially expressed within the CNS. Current MS therapies decrease relapse rates by preventing immune-mediated damage of myelin, but they ultimately fail to slow long-term disease progression, which apparently depends on CNS intrinsic processes. The molecular events that trigger progressive MS are still unknown. Here we report that the C-terminal region of TAF1 (the scaffolding subunit of the general transcription factor TFIID) is underrepresented in postmortem brain tissue from individuals with MS. Furthermore, we demonstrate in vivo, in genetically modified mice, that C-terminal alteration of TAF1 suffices to induce an RNA polymerase II (RNAPII)-elongation deficit that particularly affects oligodendroglial myelination-related genes and results in an MS-like brain transcriptomic signature, including increased expression of proinflammatory genes. This transcriptional profile is accompanied by CNS-resident inflammation, robust demyelination and MS-like motor phenotypes. We also identify numerous interactors of C-terminal TAF1 that participate in RNAPII-promoter escape, of which two show evidence for genetic association to MS. Our study reveals that TAF1 dysfunction converges with genetic susceptibility to cause transcriptional dysregulation in CNS cell types, such as oligodendrocytes, to ultimately trigger MS.