The identification of genetic causes for Mendelian disorders has been based on the collection of multi-incident families, linkage analysis, and sequencing of genes in candidate intervals. This study describes the application of next-generation sequencing technologies to a Swiss kindred presenting with autosomal-dominant, late-onset Parkinson disease (PD). The family has tremor-predominant dopa-responsive parkinsonism with a mean onset of 50.6 ± 7.3 years. Exome analysis suggests that an aspartic-acid-to-asparagine mutation within vacuolar protein sorting 35 (VPS35 c.1858G>A; p.Asp620Asn) is the genetic determinant of disease. VPS35 is a central component of the retromer cargo-recognition complex, is critical for endosome-trans-golgi trafficking and membrane-protein recycling, and is evolutionarily highly conserved. VPS35 c.1858G>A was found in all affected members of the Swiss kindred and in three more families and one patient with sporadic PD, but it was not observed in 3,309 controls. Further sequencing of familial affected probands revealed only one other missense variant, VPS35 c.946C>T; (p.Pro316Ser), in a pedigree with one unaffected and two affected carriers, and thus the pathogenicity of this mutation remains uncertain. Retromer-mediated sorting and transport is best characterized for acid hydrolase receptors. However, the complex has many types of cargo and is involved in a diverse array of biologic pathways from developmental Wnt signaling to lysosome biogenesis. Our study implicates disruption of VPS35 and retromer-mediated trans-membrane protein sorting, rescue, and recycling in the neurodegenerative process leading to PD.

Rosa Rademakers and colleagues show that mutations in CSF1R cause hereditary diffuse leukoencephalopathy with spheroids, a central nervous system white-matter disease with variable clinical presentations that include personality and behavioral changes, dementia, depression, parkinsonism and seizures. Hereditary diffuse leukoencephalopathy with spheroids (HDLS) is an autosomal-dominant central nervous system white-matter disease with variable clinical presentations, including personality and behavioral changes, dementia, depression, parkinsonism, seizures and other phenotypes1,2. We combined genome-wide linkage analysis with exome sequencing and identified 14 different mutations affecting the tyrosine kinase domain of the colony stimulating factor 1 receptor (encoded by CSF1R) in 14 families with HDLS. In one kindred, we confirmed the de novo occurrence of the mutation. Follow-up sequencing identified an additional CSF1R mutation in an individual diagnosed with corticobasal syndrome. In vitro, CSF-1 stimulation resulted in rapid autophosphorylation of selected tyrosine residues in the kinase domain of wild-type but not mutant CSF1R, suggesting that HDLS may result from partial loss of CSF1R function. As CSF1R is a crucial mediator of microglial proliferation and differentiation in the brain, our findings suggest an important role for microglial dysfunction in HDLS pathogenesis.

Rare mutations in the gene encoding for tau (MAPT, microtubule-associated protein tau) cause frontotemporal dementia-spectrum (FTD-s) disorders, including FTD, progressive supranuclear palsy (PSP) and corticobasal syndrome, and a common extended haplotype spanning across the MAPT locus is associated with increased risk of PSP and Parkinson's disease.We identified a rare tau variant (p.A152T) in a patient with a clinical diagnosis of PSP and assessed its frequency in multiple independent series of patients with neurodegenerative conditions and controls, in a total of 15 369 subjects.Tau p.A152T significantly increases the risk for both FTD-s (n 5 2139, OR 5 3.0, CI: 1.6 -5.6, P 5 0.0005) and Alzheimer's disease (AD) (n 5 3345, OR 5 2.3, CI: 1.3 -4.2, P 5 0.004) compared with 9047 controls.Functionally, p.A152T (i) decreases the binding of tau to microtubules and therefore promotes microtubule assembly less efficiently; and (ii) reduces the tendency to form abnormal fibers.However, there is a pronounced increase in the formation of tau oligomers.Importantly, these findings suggest that other regions of the tau protein may be crucial in regulating normal function, as the p.A152 residue is distal to the domains considered responsible for microtubule interactions or aggregation.These data provide both the first genetic evidence and functional studies supporting the role of MAPT p.A152T as a rare risk factor for both FTD-s and AD and the concept that rare variants can increase the risk for relatively common, complex neurodegenerative diseases, but since no clear significance threshold for rare genetic variation has been established, some caution is warranted until the findings are further replicated.

Abstract Corticobasal degeneration (CBD) is a neurodegenerative disorder affecting movement and cognition, definitively diagnosed only at autopsy. Here, we conduct a genome-wide association study (GWAS) in CBD cases ( n =152) and 3,311 controls, and 67 CBD cases and 439 controls in a replication stage. Associations with meta-analysis were 17q21 at MAPT ( P =1.42 × 10 −12 ), 8p12 at lnc-KIF13B-1 , a long non-coding RNA (rs643472; P =3.41 × 10 −8 ), and 2p22 at SOS1 (rs963731; P =1.76 × 10 −7 ). Testing for association of CBD with top progressive supranuclear palsy (PSP) GWAS single-nucleotide polymorphisms (SNPs) identified associations at MOBP (3p22; rs1768208; P =2.07 × 10 −7 ) and MAPT H1c (17q21; rs242557; P =7.91 × 10 −6 ). We previously reported SNP/transcript level associations with rs8070723/ MAPT , rs242557/ MAPT , and rs1768208/ MOBP and herein identified association with rs963731/ SOS1 . We identify new CBD susceptibility loci and show that CBD and PSP share a genetic risk factor other than MAPT at 3p22 MOBP (myelin-associated oligodendrocyte basic protein).