Structural variants (SVs), including large deletions, duplications, inversions, translocations, and more complex events have the potential to disrupt gene function resulting in rare disease. Nevertheless, current pipelines and clinical decision support systems for exome sequencing (ES) tend to focus on small alterations such as single nucleotide variants (SNVs) and insertions-deletions shorter than 50 base pairs (indels). Additionally, detection and interpretation of large copy-number variants (CNVs) are frequently performed. However, detection of other types of SVs in ES data is hampered by the difficulty of identifying breakpoints in off-target (intergenic or intronic) regions, which makes robust identification of SVs challenging. In this paper, we demonstrate the utility of SV calling in ES resulting in a diagnostic yield of 0.4% (23 out of 5825 probands) for a large cohort of unsolved patients collected by the Solve-RD consortium. Remarkably, 8 out of 23 pathogenic SV were not found by comprehensive read-depth-based CNV analysis, resulting in a 0.13% increased diagnostic value.

Abstract Biallelic pathogenic variants in SZT2 result in a neurodevelopmental disorder with shared features, including early-onset epilepsy, developmental delay, macrocephaly, and corpus callosum abnormalities. SZT2 is as a critical scaffolding protein in the amino acid sensing arm of the mTOR signaling pathway. Due to its large size (3432 amino acids), lack of crystal structure, and absence of functional domains, it is difficult to determine the pathogenicity of SZT2 missense and in-frame deletions. We report a cohort of twelve individuals with biallelic SZT2 variants and phenotypes consistent with SZT2 -related neurodevelopmental disorder. The majority of this cohort contained one or more SZT2 variants of uncertain significance (VUS). We developed a novel individualized platform to functionally characterize SZT2 VUSs. We identified a recurrent in-frame deletion (SZT2 p.Val1984del) which was determined to be a loss-of-function variant and therefore likely pathogenic. Haplotype analysis determined this single in-frame deletion is a founder variant in those of Ashkenazi Jewish ancestry. Overall, we present a FACS-based rapid assay to distinguish pathogenic variants from VUSs in SZT2 , using an approach that is widely applicable to other mTORopathies including the most common causes of the focal genetic epilepsies, DEPDC5, TSC1/2, MTOR and NPRL2 /3.

Immune dysregulation in Inborn Errors of Immunity (IEI) shows a broad phenotype, including autoimmune disorders, benign lymphoproliferation, and malignancies, driven by an increasing number of implicated genes. Recent findings suggest that childhood cancer survivors (CCSs) may exhibit immunological abnormalities potentially linked to an underlying IEI, along with a well-known increased risk of subsequent malignancies due to prior cancer treatments. We describe a patient with two composite heterozygous pathogenic variants in the interleukin-2-inducible T-cell kinase (

BCL11B is a Cys2-His2 zinc-finger (C2H2-ZnF) domain-containing, DNA-binding, transcription factor with established roles in the development of various organs and tissues, primarily the immune and nervous systems. BCL11B germline variants have been associated with a variety of developmental syndromes. However, genotype-phenotype correlations along with pathophysiologic mechanisms of selected variants mostly remain elusive. To dissect these, we performed genotype-phenotype correlations of 92 affected individuals harboring a pathogenic or likely pathogenic BCL11B variant, followed by immune phenotyping, analysis of chromatin immunoprecipitation DNA-sequencing data, dual-luciferase reporter assays, and molecular modeling. These integrative analyses enabled us to define three clinical subtypes of BCL11B-related disorders. It is likely that gene-disruptive BCL11B variants and missense variants affecting zinc-binding cysteine and histidine residues cause mild to moderate neurodevelopmental delay with increased propensity for behavioral and dental anomalies, allergies and asthma, and reduced type 2 innate lymphoid cells. Missense variants within C2H2-ZnF DNA-contacting α helices cause highly variable clinical presentations ranging from multisystem anomalies with demise in the first years of life to late-onset, hyperkinetic movement disorder with poor fine motor skills. Those not in direct DNA contact cause a milder phenotype through reduced, target-specific transcriptional activity. However, missense variants affecting C2H2-ZnFs, DNA binding, and "specificity residues" impair BCL11B transcriptional activity in a target-specific, dominant-negative manner along with aberrant regulation of alternative DNA targets, resulting in more severe and unpredictable clinical outcomes. Taken together, we suggest that the phenotypic severity and variability is largely dependent on the DNA-binding affinity and specificity of altered BCL11B proteins.