We report the diagnostic yield of whole-exome sequencing (WES) in 3,040 consecutive cases at a single clinical laboratory.WES was performed for many different clinical indications and included the proband plus two or more family members in 76% of cases.The overall diagnostic yield of WES was 28.8%. The diagnostic yield was 23.6% in proband-only cases and 31.0% when three family members were analyzed. The highest yield was for patients who had disorders involving hearing (55%, N = 11), vision (47%, N = 60), the skeletal muscle system (40%, N = 43), the skeletal system (39%, N = 54), multiple congenital anomalies (36%, N = 729), skin (32%, N = 31), the central nervous system (31%, N = 1,082), and the cardiovascular system (28%, N = 54). Of 2,091 cases in which secondary findings were analyzed for 56 American College of Medical Genetics and Genomics-recommended genes, 6.2% (N = 129) had reportable pathogenic variants. In addition to cases with a definitive diagnosis, in 24.2% of cases a candidate gene was reported that may later be reclassified as being associated with a definitive diagnosis.Our experience with our first 3,040 WES cases suggests that analysis of trios significantly improves the diagnostic yield compared with proband-only testing for genetically heterogeneous disorders and facilitates identification of novel candidate genes.Genet Med 18 7, 696-704.

ABSTRACT High-impact pathogenic variants in more than 1,000 protein-coding genes cause Mendelian forms of neurodevelopmental disorders (NDD), including the newly reported AGO2 gene. This study describes the molecular and clinical characterization of 28 probands with NDD harboring heterozygous AGO1 coding variants. De novo status was always confirmed when parents were available (26/28). A total of 15 unique variants leading to amino acid changes or deletions were identified: 12 missense variants, two in-frame deletions of one codon, and one canonical splice variant leading to a deletion of two amino acid residues. Some variants were recurrently identified in several unrelated individuals: p.(Phe180del), p.(Leu190Pro), p.(Leu190Arg), p.(Gly199Ser), p.(Val254Ile) and p.(Glu376del). AGO1 encodes the Argonaute 1 protein, which functions in gene-silencing pathways mediated by small non-coding RNAs. Three-dimensional protein structure predictions suggest that these variants might alter the flexibility of the AGO1 linkers domains, which likely would impair its function in mRNA processing. Affected individuals present with intellectual disability of varying severity, as well as speech and motor delay, autistic behavior and additional behavioral manifestations. Our study establishes that de novo coding variants in AGO1 are involved in a novel monogenic form of NDD, highly similar to AGO2 phenotype.