Biallelic inheritance in a single Pakistani family with intellectual disability implicates new candidate gene RDH14
Creators
- 1. Centre for Addiction and Mental Health
- 2. Islamia College University
- 3. Queen's University
- 4. Sungshin Women's University
- 5. University of Toronto
Description
Abstract In a multi-branch family from Pakistan, individuals presenting with palmoplantar keratoderma segregate in autosomal dominant fashion, and individuals with intellectual disability (ID) segregate in apparent autosomal recessive fashion. Initial attempts to identify the ID locus using homozygosity-by-descent (HBD) mapping were unsuccessful. However, following an assumption of locus heterogeneity, a reiterative HBD approach in concert with whole exome sequencing (WES) was employed. We identified a known disease-linked mutation in the polymicrogyria gene, ADGRG1 , in two affected members. In the remaining two (living) affected members, HBD mapping cross-referenced with WES data identified a single biallelic frameshifting variant in the gene encoding retinol dehydrogenase 14 ( RDH14 ). Transcription data indicate that RDH14 is expressed in brain, but not in retina. Magnetic resonance imaging for the individuals with this RDH14 mutation show no signs of polymicrogyria, however cerebellar atrophy was a notable feature. RDH14 in HEK293 cells localized mainly in the nucleoplasm. Co-immunoprecipitation studies confirmed binding to the proton-activated chloride channel 1 (PACC1/TMEM206), which is greatly diminished by the mutation. Our studies suggest RDH14 as a candidate for autosomal recessive ID and cerebellar atrophy, implicating either disrupted retinoic acid signaling, or, through PACC1, disrupted chloride ion homeostasis in the brain as a putative disease mechanism.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الخلاصة في عائلة متعددة الفروع من باكستان، ينفصل الأفراد الذين يعانون من تقرن الجلد في أخمص اليد بطريقة جسمية سائدة، والأفراد الذين يعانون من إعاقة ذهنية (ID) ينفصلون بطريقة جسمية متنحية واضحة. لم تنجح المحاولات الأولية لتحديد موضع الهوية باستخدام رسم خرائط الزيجوت المتجانسة حسب النسب (HBD). ومع ذلك، بعد افتراض عدم تجانس الموضع، تم استخدام نهج HBD المتكرر بالتنسيق مع تسلسل الإكسوم الكامل (WES). حددنا طفرة معروفة مرتبطة بالمرض في جين تعدد التلافيف، ADGRG1 ، في عضوين مصابين. في العضوين المتبقيين (الأحياء) المتأثرين، حدد رسم خرائط HBD مع بيانات WES متغيرًا واحدًا ثنائي الأليل في نازعة ريتينول ترميز الجين 14 ( RDH14 ). تشير بيانات النسخ إلى أن RDH14 يتم التعبير عنه في الدماغ، ولكن ليس في شبكية العين. لا يظهر التصوير بالرنين المغناطيسي للأفراد الذين يعانون من طفرة RDH14 هذه أي علامات على تعدد التلافيف، ومع ذلك كان ضمور المخيخ سمة ملحوظة. RDH14 في خلايا HEK293 المتمركزة بشكل رئيسي في الجبلة النووية. أكدت دراسات الترسيب المناعي المشترك الارتباط بقناة الكلوريد المنشط بالبروتون 1 (PACC1/TMEM206)، والتي تتضاءل بشكل كبير بسبب الطفرة. تشير دراساتنا إلى أن RDH14 كمرشح للتعرف الجسدي المتنحي وضمور المخيخ، مما يورط إما إشارات حمض الريتينويك المعطلة، أو، من خلال PACC1، تعطل توازن أيون الكلوريد في الدماغ كآلية مرض مفترضة.Translated Description (French)
Résumé Dans une famille multi-branches du Pakistan, les individus présentant une kératodermie palmoplantaire se séparent de manière autosomique dominante et les individus présentant une déficience intellectuelle (DI) se séparent de manière récessive autosomique apparente. Les premières tentatives d'identification du locus ID à l'aide de la cartographie homozygotie par descendance (HBD) ont échoué. Cependant, à la suite d'une hypothèse d'hétérogénéité du locus, une approche répétitive de l'HBD de concert avec le séquençage de l'exome entier (WES) a été utilisée. Nous avons identifié une mutation connue liée à la maladie dans le gène de polymicrogyrie , ADGRG1, chez deux membres affectés. Chez les deux membres affectés restants (vivants), la cartographie HBD croisée avec les données WES a identifié une seule variante de décalage de cadre biallélique dans le gène codant pour la rétinol déshydrogénase 14 ( RDH14 ). Les données de transcription indiquent que la RDH14 est exprimée dans le cerveau, mais pas dans la rétine. L'imagerie par résonance magnétique pour les individus porteurs de cette mutation RDH14 ne montre aucun signe de polymicrogyrie, mais l'atrophie cérébelleuse était une caractéristique notable. RDH14 dans les cellules HEK293 localisées principalement dans le nucléoplasme. Les études de co-immunoprécipitation ont confirmé la liaison au canal chlorure 1 activé par les protons (PACC1/TMEM206), qui est fortement diminué par la mutation. Nos études suggèrent que RDH14 est un candidat à la DI récessive autosomique et à l'atrophie cérébelleuse, impliquant soit une perturbation de la signalisation de l'acide rétinoïque, soit, via PACC1, une perturbation de l'homéostasie des ions chlorure dans le cerveau en tant que mécanisme pathologique putatif.Translated Description (Spanish)
Resumen En una familia multirramal de Pakistán, los individuos que presentan queratodermia palmoplantar se segregan de manera autosómica dominante, y los individuos con discapacidad intelectual (DI) se segregan de manera aparentemente autosómica recesiva. Los intentos iniciales de identificar el locus de identificación utilizando el mapeo de homocigosidad por descendencia (HBD) no tuvieron éxito. Sin embargo, siguiendo un supuesto de heterogeneidad del locus, se empleó un enfoque reiterativo de HBD en concierto con la secuenciación del exoma completo (WES). Identificamos una mutación conocida relacionada con la enfermedad en el gen de la polimicrogiria, ADGRG1 , en dos miembros afectados. En los dos miembros afectados (vivos) restantes, el mapeo de HBD con referencia cruzada con los datos de WES identificó una única variante de cambio de marco bialélico en el gen que codifica la retinol deshidrogenasa 14 ( RDH14 ). Los datos de transcripción indican que RDH14 se expresa en el cerebro, pero no en la retina. Las imágenes de resonancia magnética para los individuos con esta mutación RDH14 no muestran signos de polimicrogiria, sin embargo, la atrofia cerebelosa fue una característica notable. RDH14 en células HEK293 localizadas principalmente en el nucleoplasma. Los estudios de coinmunoprecipitación confirmaron la unión al canal 1 de cloruro activado por protones (PACC1/TMEM206), que está muy disminuido por la mutación. Nuestros estudios sugieren que RDH14 es un candidato para la DI autosómica recesiva y la atrofia cerebelosa, lo que implica la alteración de la señalización del ácido retinoico o, a través de PACC1, la alteración de la homeostasis del ion cloruro en el cerebro como un supuesto mecanismo de la enfermedad.Files
s41598-021-02599-z.pdf.pdf
Files
(3.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ddb33726aca0460c62b73db9175c2fac
|
3.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الميراث الثنائي في عائلة باكستانية واحدة تعاني من إعاقة ذهنية ينطوي على جين مرشح جديد RDH14
- Translated title (French)
- L'héritage biallélique dans une seule famille pakistanaise ayant une déficience intellectuelle implique un nouveau gène candidat RDH14
- Translated title (Spanish)
- La herencia bialélica en una sola familia paquistaní con discapacidad intelectual implica el nuevo gen candidato RDH14
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3215082121
- DOI
- 10.1038/s41598-021-02599-z
References
- https://openalex.org/W1607516925
- https://openalex.org/W1987507232
- https://openalex.org/W2012034410
- https://openalex.org/W2044995136
- https://openalex.org/W2074078425
- https://openalex.org/W2089785158
- https://openalex.org/W2110952609
- https://openalex.org/W2113505515
- https://openalex.org/W2130955385
- https://openalex.org/W2155294359
- https://openalex.org/W2163112976
- https://openalex.org/W2225287204
- https://openalex.org/W2343046834
- https://openalex.org/W2503100207
- https://openalex.org/W2601670548
- https://openalex.org/W2616561032
- https://openalex.org/W2759570644
- https://openalex.org/W2781756583
- https://openalex.org/W2801279016
- https://openalex.org/W2885970514
- https://openalex.org/W2890482378
- https://openalex.org/W2905452503
- https://openalex.org/W2940746051
- https://openalex.org/W2949417448
- https://openalex.org/W2949693884
- https://openalex.org/W2951249912
- https://openalex.org/W3181427108