It has long been known that canonical 5′ splice site (5′SS) GT>GC variants may be compatible with normal splicing. However, to date, the actual scale of canonical 5′SSs capable of generating wild-type transcripts in the case of GT>GC substitutions remains unknown. Herein, combining data derived from a meta-analysis of 45 human disease-causing 5′SS GT>GC variants and a cell culture-based full-length gene splicing assay of 103 5′SS GT>GC substitutions, we estimate that ~15–18% of canonical GT 5′SSs retain their capacity to generate between 1% and 84% normal transcripts when GT is substituted by GC. We further demonstrate that the canonical 5′SSs in which substitution of GT by GC-generated normal transcripts exhibit stronger complementarity to the 5′ end of U1 snRNA than those sites whose substitutions of GT by GC did not lead to the generation of normal transcripts. We also observed a correlation between the generation of wild-type transcripts and a milder than expected clinical phenotype but found that none of the available splicing prediction tools were capable of reliably distinguishing 5′SS GT>GC variants that generated wild-type transcripts from those that did not. Our findings imply that 5′SS GT>GC variants in human disease genes may not invariably be pathogenic.

The clinical significance of SPINK1 intronic variants in chronic pancreatitis has been previously assessed by various approaches including a cell culture-based full-length gene assay. A close correlation between the results of this assay and in silico splicing prediction was apparent. However, until now, a clinical diagnostic pipeline specifically designed to classify SPINK1 intronic variants accurately and efficiently has been lacking. Herein, we present just such a pipeline and explore its efficacy and potential utility in potentiating the classification of newly described SPINK1 intronic variants.We confirm a close correlation between in silico splicing prediction and results from the cell culture-based full-length gene assay in the context of three recently reported pathogenic SPINK1 intronic variants. We then integrated in silico splicing prediction and the full-length gene assay into a stepwise approach and tested its utility in the classification of two novel datasets of SPINK1 intronic variants. The first dataset comprised 16 deep intronic variants identified in 52 genetically unexplained Chinese chronic pancreatitis patients by sequencing the entire intronic sequence of the SPINK1 gene. The second dataset comprised five novel rare proximal intronic variants identified through the routine analysis of the SPINK1 gene in French pancreatitis patients. Employing a minor allele frequency of > 5% as a population frequency filter, 6 of the 16 deep intronic variants were immediately classified as benign. In silico prediction of the remaining ten deep intronic variants and the five rare proximal intronic variants with respect to their likely impact on splice site selection suggested that only one proximal intronic variant, c.194 + 5G > A, was likely to be of functional significance. Employing the cell culture-based full-length gene assay, we functionally analyzed c.194 + 5G > A, together with seven predicted non-functional variants, thereby validating their predicted effects on splicing in all cases.We demonstrated the accuracy and efficiency of in silico prediction in combination with the cell culture-based full-length gene assay for the classification of SPINK1 intronic variants. Based upon these findings, we propose an operational pipeline for classifying SPINK1 intronic variants in the clinical diagnostic setting.

ABSTRACT It has long been known that canonical 5’ splice site (5’SS) GT>GC mutations may be compatible with normal splicing. However, to date, the true scale of canonical 5’SS GT>GC mutations generating wild-type transcripts, both in the context of the frequency of such mutations and the level of wild-type transcripts generated from the mutation alleles, remain unknown. Herein, combining data derived from a meta-analysis of 45 informative disease-causing 5’SS GT>GC mutations (from 42 genes) and a cell culture-based full-length gene splicing assay of 103 5’SS GT>GC mutations (from 30 genes), we estimate that ∼15-18% of the canonical GT 5’SSs are capable of generating between 1 and 84% normal transcripts as a consequence of the substitution of GT by GC. We further demonstrate that the canonical 5’SSs whose substitutions of GT by GC generated normal transcripts show stronger complementarity to the 5’ end of U1 snRNA than those sites whose substitutions of GT by GC did not lead to the generation of normal transcripts. We also observed a correlation between the generation of wild-type transcripts and a milder than expected clinical phenotype but found that none of the available splicing prediction tools were able to accurately predict the functional impact of 5’SS GT>GC mutations. Our findings imply that 5’SS GT>GC mutations may not invariably cause human disease but should also help to improve our understanding of the evolutionary processes that accompanied GT>GC subtype switching of U2-type introns in mammals.

Abstract Chronic pancreatitis (CP) is a complex disease with genetic and environmental factors at play. Through trio exome sequencing, a de novo SEC16A frameshift variant in a Chinese teenage CP patient is identified. Subsequent targeted next‐generation sequencing of the SEC16A gene in 1,061 Chinese CP patients and 1,196 controls reveals a higher allele frequency of rare nonsynonymous SEC16A variants in patients (4.90% vs 2.93%; odds ratio [OR], 1.71; 95% confidence interval [CI], 1.26–2.33). Similar enrichments are noted in a French cohort (OR, 2.74; 95% CI, 1.67–4.50) and in a biobank meta‐analysis (OR, 1.16; 95% CI, 1.04–1.31). Notably, Chinese CP patients with SEC16A variants exhibit a median onset age 5 years earlier than those without (40.0 vs 45.0; p = 0.012). Functional studies using three CRISPR/Cas9‐edited HEK293T cell lines show that loss‐of‐function SEC16A variants disrupt coat protein complex II (COPII) formation, impede secretory protein vesicles trafficking, and induce endoplasmic reticulum (ER) stress due to protein overload. Sec16a +/− mice, which demonstrate impaired zymogen secretion and exacerbated ER stress compared to Sec16a +/+ , are further generated. In cerulein‐stimulated pancreatitis models, Sec16a +/− mice display heightened pancreatic inflammation and fibrosis compared to wild‐type mice. These findings implicate a novel pathogenic mechanism predisposing to CP.