Identification of Pathway-Biased and Deleterious Melatonin Receptor Mutants in Autism Spectrum Disorders and in the General Population

Melatonin is a powerful antioxidant and a synchronizer of many physiological processes. Alteration of the melatonin pathway has been reported in circadian disorders, diabetes and autism spectrum disorders (ASD). However, very little is known about the genetic variability of melatonin receptors in humans. Here, we sequenced the melatonin receptor MTNR1A and MTNR1B, genes coding for MT1 and MT2 receptors, respectively, in a large panel of 941 individuals including 295 patients with ASD, 362 controls and 284 individuals from different ethnic backgrounds. We also sequenced GPR50, coding for the orphan melatonin-related receptor GPR50 in patients and controls. We identified six non-synonymous mutations for MTNR1A and ten for MTNR1B. The majority of these variations altered receptor function. Particularly interesting mutants are MT1-I49N, which is devoid of any melatonin binding and cell surface expression, and MT1-G166E and MT1-I212T, which showed severely impaired cell surface expression. Of note, several mutants possessed pathway-selective signaling properties, some preferentially inhibiting the adenylyl cyclase pathway, others preferentially activating the MAPK pathway. The prevalence of these deleterious mutations in cases and controls indicates that they do not represent major risk factor for ASD (MTNR1A case 3.6% vs controls 4.4%; MTNR1B case 4.7% vs 3% controls). Concerning GPR50, we detected a significant association between ASD and two variations, Δ502–505 and T532A, in affected males, but it did not hold up after Bonferonni correction for multiple testing. Our results represent the first functional ascertainment of melatonin receptors in humans and constitute a basis for future structure-function studies and for interpreting genetic data on the melatonin pathway in patients

Structural and functional analysis of contactin rare variants and susceptibility to autism

Les troubles du spectre autistique (TSA) affectent un individu sur 100 et sont caractérisés par des déficits de la communication et des interactions sociales, et par des comportements restreints et répétitifs. Les TSA présentent une forte composante génétique ; les premiers gènes impliqués ont été identifiés au laboratoire et codent des protéines d’adhérence ou d’échafaudage localisées à la synapse : les neuroligines (NLGN) et SHANK. Nous nous sommes intéressés à l’implication dans les TSA des contactines (CNTN), un groupe de six molécules d’adhérence neurales de la superfamille des immunoglobulines. Ces protéines sont ancrées à la membrane plasmique par un groupement glycosyl phosphatidylinositol (GPI) et peuvent être sécrétées par clivage du GPI. Elles interviennent dans des processus variés du développement neuronal comme la croissance neuritique, le guidage et la fasciculation des axones ou la myélinisation. Des études génétiques ont suggéré l’implication des contactines 4 à 6 dans les TSA, mais aucune étude fonctionnelle n’a confirmé cette hypothèse. Ce travail de thèse associe une analyse génétique, une analyse fonctionnelle sur des cultures de neurones primaires de rat et une analyse structurale par modélisation moléculaire. Nous avons identifié plusieurs "Copy-Number Variants" (CNV) dans les gènes CNTN (essentiellement des délétions affectant CNTN5 et CNTN6) et observé une tendance à l’enrichissement chez les patients par rapport aux individus témoins. Le séquençage des exons codants de CNTN5 et CNTN6 chez plus de 200 patients et 200 témoins nous a ensuite permis d’identifier des variants ponctuels non synonymes. Les variants privés (présents chez un seul individu ou dans une seule famille) sont plus fréquents chez les patients que chez les témoins. Les CNV et les variants ponctuels sont hérités, de parents pour la plupart non atteints, ce qui suggère que les altérations des contactines constituent des facteurs de vulnérabilité aux TSA plutôt que des facteurs causaux. Afin de déterminer l’effet fonctionnel des variants ponctuels rares, nous avons comparé l’effet sur la neuritogenèse des CNTN mutées à celui des CNTN sauvages. Nous avons ainsi analysé, sur plusieurs centaines de neurones par condition, la longueur et la ramification des neurites dans un système de co-culture avec des cellules HEK surexprimant la CNTN. La plupart des protéines CNTN5 et CNTN6 mutées présentent des effets différents de ceux des protéines sauvages (inhibition ou augmentation des effets positifs de celles-ci). Le dernier objectif de cette étude consistait à évaluer l’influence de certains de ces variants sur l’interaction des CNTN, via les domaines immunoglobuline (Ig) 2 et 3, avec l’un de leurs ligands, le récepteur à activité tyrosine phosphatase PTPRG. Par homologie avec la structure cristallographique déjà résolue pour les quatre premiers domaines Ig de CNTN4 de souris, nous avons modélisé cette région pour les CNTN5 et 6 humaines, sauvages et mutées. Nous avons ainsi pu prédire que certains variants étaient susceptibles de modifier les liaisons ioniques ou l’encombrement stérique dans cette région d’interaction. L’ensemble de nos résultats démontre l’existence d’effets fonctionnels délétères de plusieurs variants rares des contactines retrouvés chez les patients atteints de TSA. La présence de ces variants rares chez des apparentés non atteints indique que les altérations des CNTN s’inscrivent dans un modèle de "multiple hit", qui propose que l’autisme puisse résulter de la combinaison de plusieurs atteintes génétiques, chacune représentant un facteur de risque à effet modéré et n’entraînant pas, à elle seule, le développement du trouble. Le séquençage d’exomes et de génomes entiers, en cours au laboratoire, permettra une meilleure compréhension de ces atteintes génétiques multiples.Autism Spectrum Disorders (ASDs) affect one individual out of 100 and are characterised by deficits in communication and social interactions, and by restricted and repetitive behaviours. ASDs display a strong genetic component ; the first genes involved were identified in our laboratory and encode for cell-adhesion or scaffolding proteins localised at the synapse : neuroligins (NLGNs) and SHANKs. We were interested in the implication, in the ASDs, of contactins (CNTNs), a group of six neural cell-adhesion molecules of the immunoglobulin superfamily. These proteins are anchored to the plasma membrane by a glycosyl phosphatidylinositol (GPI) and can be secreted by cleavage of this anchor. They participate in various processes of neuronal development such as neurite outgrowth, axon guidance and fasciculation, and myelination. Genetic studies have suggested the involvement of contactins 4, 5 and 6 in the ASDs, but no functional study has confirmed this hypothesis. The present work combines a genetic analysis, a functional analysis on cultured primary rat cortical neurons and a structural analysis by molecular modelling. We identified several "Copy-Number Variants" (CNVs) in CNTN genes (mainly deletions affecting CNTN5 and CNTN6) and observed a trend of enrichment in patients compared to control individuals. Subsequent sequencing of CNTN5 and CNTN6 coding exons in more than 200 patients and 200 controls allowed us to identify non synonymous single-nucleotide variants (SNVs). Private variants (present only in one individual or one family) are enriched in patients compared to controls. CNVs and SNVs are inherited, mainly from unaffected parents, which suggests that impairments in contactins represent susceptibility factors for ASDs, rather than causal factors. In order to determine the functional effects of rare SNVs, we compared the effect on neuritogenesis of mutant CNTNs to that of WT CNTNs. We therefore analysed, on several hundreds of neurons per condition, the length and branching of neurites in a co-culture system with HEK cells overexpressing a CNTN protein. Most of CNTN5 and CNTN6 mutant proteins either inhibited or increased the positive effects of WT proteins. The last aim of the present study consisted in evaluating the influence of some of these variants on the interaction of CNTNs, via their immunoglobulin (Ig) domains 2 and 3, with one of their ligands, the protein tyrosine phosphatase receptor PTPRG. Using homology with the crystal structure that had already been solved for the first four Ig domains Ig of mouse CNTN4, we modelled this region for human CNTN5 and CNTN6, WT and mutated. We have thus been able to predict that some variants were likely to alter ionic bonds or steric constraints in this interaction module. Taken as a whole, our results demonstrate that several rare CNTN variants found in patients with ASD have deleterious functional effects. The presence of these rare variants in unaffected relatives indicates that CNTN impairments fit into a "multiple hit" model, according to which autism may result from the combination of several genetic defects, each being a risk factor with moderate effect but not triggering, in itself, the development of the disorder. Sequencing of exomes and whole genomes, ongoing in the laboratory, will allow better understanding of those multiple genetic impairments

Etude fonctionnelle et structurale de variants rares des contactines et vulnérabilité à l’autisme

Autism Spectrum Disorders (ASDs) affect one individual out of 100 and are characterised by deficits in communication and social interactions, and by restricted and repetitive behaviours. ASDs display a strong genetic component ; the first genes involved were identified in our laboratory and encode for cell-adhesion or scaffolding proteins localised at the synapse : neuroligins (NLGNs) and SHANKs. We were interested in the implication, in the ASDs, of contactins (CNTNs), a group of six neural cell-adhesion molecules of the immunoglobulin superfamily. These proteins are anchored to the plasma membrane by a glycosyl phosphatidylinositol (GPI) and can be secreted by cleavage of this anchor. They participate in various processes of neuronal development such as neurite outgrowth, axon guidance and fasciculation, and myelination. Genetic studies have suggested the involvement of contactins 4, 5 and 6 in the ASDs, but no functional study has confirmed this hypothesis. The present work combines a genetic analysis, a functional analysis on cultured primary rat cortical neurons and a structural analysis by molecular modelling. We identified several "Copy-Number Variants" (CNVs) in CNTN genes (mainly deletions affecting CNTN5 and CNTN6) and observed a trend of enrichment in patients compared to control individuals. Subsequent sequencing of CNTN5 and CNTN6 coding exons in more than 200 patients and 200 controls allowed us to identify non synonymous single-nucleotide variants (SNVs). Private variants (present only in one individual or one family) are enriched in patients compared to controls. CNVs and SNVs are inherited, mainly from unaffected parents, which suggests that impairments in contactins represent susceptibility factors for ASDs, rather than causal factors. In order to determine the functional effects of rare SNVs, we compared the effect on neuritogenesis of mutant CNTNs to that of WT CNTNs. We therefore analysed, on several hundreds of neurons per condition, the length and branching of neurites in a co-culture system with HEK cells overexpressing a CNTN protein. Most of CNTN5 and CNTN6 mutant proteins either inhibited or increased the positive effects of WT proteins. The last aim of the present study consisted in evaluating the influence of some of these variants on the interaction of CNTNs, via their immunoglobulin (Ig) domains 2 and 3, with one of their ligands, the protein tyrosine phosphatase receptor PTPRG. Using homology with the crystal structure that had already been solved for the first four Ig domains Ig of mouse CNTN4, we modelled this region for human CNTN5 and CNTN6, WT and mutated. We have thus been able to predict that some variants were likely to alter ionic bonds or steric constraints in this interaction module. Taken as a whole, our results demonstrate that several rare CNTN variants found in patients with ASD have deleterious functional effects. The presence of these rare variants in unaffected relatives indicates that CNTN impairments fit into a "multiple hit" model, according to which autism may result from the combination of several genetic defects, each being a risk factor with moderate effect but not triggering, in itself, the development of the disorder. Sequencing of exomes and whole genomes, ongoing in the laboratory, will allow better understanding of those multiple genetic impairments.Les troubles du spectre autistique (TSA) affectent un individu sur 100 et sont caractérisés par des déficits de la communication et des interactions sociales, et par des comportements restreints et répétitifs. Les TSA présentent une forte composante génétique ; les premiers gènes impliqués ont été identifiés au laboratoire et codent des protéines d’adhérence ou d’échafaudage localisées à la synapse : les neuroligines (NLGN) et SHANK. Nous nous sommes intéressés à l’implication dans les TSA des contactines (CNTN), un groupe de six molécules d’adhérence neurales de la superfamille des immunoglobulines. Ces protéines sont ancrées à la membrane plasmique par un groupement glycosyl phosphatidylinositol (GPI) et peuvent être sécrétées par clivage du GPI. Elles interviennent dans des processus variés du développement neuronal comme la croissance neuritique, le guidage et la fasciculation des axones ou la myélinisation. Des études génétiques ont suggéré l’implication des contactines 4 à 6 dans les TSA, mais aucune étude fonctionnelle n’a confirmé cette hypothèse. Ce travail de thèse associe une analyse génétique, une analyse fonctionnelle sur des cultures de neurones primaires de rat et une analyse structurale par modélisation moléculaire. Nous avons identifié plusieurs "Copy-Number Variants" (CNV) dans les gènes CNTN (essentiellement des délétions affectant CNTN5 et CNTN6) et observé une tendance à l’enrichissement chez les patients par rapport aux individus témoins. Le séquençage des exons codants de CNTN5 et CNTN6 chez plus de 200 patients et 200 témoins nous a ensuite permis d’identifier des variants ponctuels non synonymes. Les variants privés (présents chez un seul individu ou dans une seule famille) sont plus fréquents chez les patients que chez les témoins. Les CNV et les variants ponctuels sont hérités, de parents pour la plupart non atteints, ce qui suggère que les altérations des contactines constituent des facteurs de vulnérabilité aux TSA plutôt que des facteurs causaux. Afin de déterminer l’effet fonctionnel des variants ponctuels rares, nous avons comparé l’effet sur la neuritogenèse des CNTN mutées à celui des CNTN sauvages. Nous avons ainsi analysé, sur plusieurs centaines de neurones par condition, la longueur et la ramification des neurites dans un système de co-culture avec des cellules HEK surexprimant la CNTN. La plupart des protéines CNTN5 et CNTN6 mutées présentent des effets différents de ceux des protéines sauvages (inhibition ou augmentation des effets positifs de celles-ci). Le dernier objectif de cette étude consistait à évaluer l’influence de certains de ces variants sur l’interaction des CNTN, via les domaines immunoglobuline (Ig) 2 et 3, avec l’un de leurs ligands, le récepteur à activité tyrosine phosphatase PTPRG. Par homologie avec la structure cristallographique déjà résolue pour les quatre premiers domaines Ig de CNTN4 de souris, nous avons modélisé cette région pour les CNTN5 et 6 humaines, sauvages et mutées. Nous avons ainsi pu prédire que certains variants étaient susceptibles de modifier les liaisons ioniques ou l’encombrement stérique dans cette région d’interaction. L’ensemble de nos résultats démontre l’existence d’effets fonctionnels délétères de plusieurs variants rares des contactines retrouvés chez les patients atteints de TSA. La présence de ces variants rares chez des apparentés non atteints indique que les altérations des CNTN s’inscrivent dans un modèle de "multiple hit", qui propose que l’autisme puisse résulter de la combinaison de plusieurs atteintes génétiques, chacune représentant un facteur de risque à effet modéré et n’entraînant pas, à elle seule, le développement du trouble. Le séquençage d’exomes et de génomes entiers, en cours au laboratoire, permettra une meilleure compréhension de ces atteintes génétiques multiples

Etude fonctionnelle et structurale de variants rares des contactines et vulnérabilité à l'autisme

Les troubles du spectre autistique (TSA) affectent un individu sur 100 et sont caractérisés par des déficits de la communication et des interactions sociales, et par des comportements restreints et répétitifs. Les TSA présentent une forte composante génétique ; les premiers gènes impliqués ont été identifiés au laboratoire et codent des protéines d adhérence ou d échafaudage localisées à la synapse : les neuroligines (NLGN) et SHANK. Nous nous sommes intéressés à l implication dans les TSA des contactines (CNTN), un groupe de six molécules d adhérence neurales de la superfamille des immunoglobulines. Ces protéines sont ancrées à la membrane plasmique par un groupement glycosyl phosphatidylinositol (GPI) et peuvent être sécrétées par clivage du GPI. Elles interviennent dans des processus variés du développement neuronal comme la croissance neuritique, le guidage et la fasciculation des axones ou la myélinisation. Des études génétiques ont suggéré l implication des contactines 4 à 6 dans les TSA, mais aucune étude fonctionnelle n a confirmé cette hypothèse. Ce travail de thèse associe une analyse génétique, une analyse fonctionnelle sur des cultures de neurones primaires de rat et une analyse structurale par modélisation moléculaire. Nous avons identifié plusieurs "Copy-Number Variants" (CNV) dans les gènes CNTN (essentiellement des délétions affectant CNTN5 et CNTN6) et observé une tendance à l enrichissement chez les patients par rapport aux individus témoins. Le séquençage des exons codants de CNTN5 et CNTN6 chez plus de 200 patients et 200 témoins nous a ensuite permis d identifier des variants ponctuels non synonymes. Les variants privés (présents chez un seul individu ou dans une seule famille) sont plus fréquents chez les patients que chez les témoins. Les CNV et les variants ponctuels sont hérités, de parents pour la plupart non atteints, ce qui suggère que les altérations des contactines constituent des facteurs de vulnérabilité aux TSA plutôt que des facteurs causaux. Afin de déterminer l effet fonctionnel des variants ponctuels rares, nous avons comparé l effet sur la neuritogenèse des CNTN mutées à celui des CNTN sauvages. Nous avons ainsi analysé, sur plusieurs centaines de neurones par condition, la longueur et la ramification des neurites dans un système de co-culture avec des cellules HEK surexprimant la CNTN. La plupart des protéines CNTN5 et CNTN6 mutées présentent des effets différents de ceux des protéines sauvages (inhibition ou augmentation des effets positifs de celles-ci). Le dernier objectif de cette étude consistait à évaluer l influence de certains de ces variants sur l interaction des CNTN, via les domaines immunoglobuline (Ig) 2 et 3, avec l un de leurs ligands, le récepteur à activité tyrosine phosphatase PTPRG. Par homologie avec la structure cristallographique déjà résolue pour les quatre premiers domaines Ig de CNTN4 de souris, nous avons modélisé cette région pour les CNTN5 et 6 humaines, sauvages et mutées. Nous avons ainsi pu prédire que certains variants étaient susceptibles de modifier les liaisons ioniques ou l encombrement stérique dans cette région d interaction. L ensemble de nos résultats démontre l existence d effets fonctionnels délétères de plusieurs variants rares des contactines retrouvés chez les patients atteints de TSA. La présence de ces variants rares chez des apparentés non atteints indique que les altérations des CNTN s inscrivent dans un modèle de "multiple hit", qui propose que l autisme puisse résulter de la combinaison de plusieurs atteintes génétiques, chacune représentant un facteur de risque à effet modéré et n entraînant pas, à elle seule, le développement du trouble. Le séquençage d exomes et de génomes entiers, en cours au laboratoire, permettra une meilleure compréhension de ces atteintes génétiques multiples.Autism Spectrum Disorders (ASDs) affect one individual out of 100 and are characterised by deficits in communication and social interactions, and by restricted and repetitive behaviours. ASDs display a strong genetic component ; the first genes involved were identified in our laboratory and encode for cell-adhesion or scaffolding proteins localised at the synapse : neuroligins (NLGNs) and SHANKs. We were interested in the implication, in the ASDs, of contactins (CNTNs), a group of six neural cell-adhesion molecules of the immunoglobulin superfamily. These proteins are anchored to the plasma membrane by a glycosyl phosphatidylinositol (GPI) and can be secreted by cleavage of this anchor. They participate in various processes of neuronal development such as neurite outgrowth, axon guidance and fasciculation, and myelination. Genetic studies have suggested the involvement of contactins 4, 5 and 6 in the ASDs, but no functional study has confirmed this hypothesis. The present work combines a genetic analysis, a functional analysis on cultured primary rat cortical neurons and a structural analysis by molecular modelling. We identified several "Copy-Number Variants" (CNVs) in CNTN genes (mainly deletions affecting CNTN5 and CNTN6) and observed a trend of enrichment in patients compared to control individuals. Subsequent sequencing of CNTN5 and CNTN6 coding exons in more than 200 patients and 200 controls allowed us to identify non synonymous single-nucleotide variants (SNVs). Private variants (present only in one individual or one family) are enriched in patients compared to controls. CNVs and SNVs are inherited, mainly from unaffected parents, which suggests that impairments in contactins represent susceptibility factors for ASDs, rather than causal factors. In order to determine the functional effects of rare SNVs, we compared the effect on neuritogenesis of mutant CNTNs to that of WT CNTNs. We therefore analysed, on several hundreds of neurons per condition, the length and branching of neurites in a co-culture system with HEK cells overexpressing a CNTN protein. Most of CNTN5 and CNTN6 mutant proteins either inhibited or increased the positive effects of WT proteins. The last aim of the present study consisted in evaluating the influence of some of these variants on the interaction of CNTNs, via their immunoglobulin (Ig) domains 2 and 3, with one of their ligands, the protein tyrosine phosphatase receptor PTPRG. Using homology with the crystal structure that had already been solved for the first four Ig domains Ig of mouse CNTN4, we modelled this region for human CNTN5 and CNTN6, WT and mutated. We have thus been able to predict that some variants were likely to alter ionic bonds or steric constraints in this interaction module. Taken as a whole, our results demonstrate that several rare CNTN variants found in patients with ASD have deleterious functional effects. The presence of these rare variants in unaffected relatives indicates that CNTN impairments fit into a "multiple hit" model, according to which autism may result from the combination of several genetic defects, each being a risk factor with moderate effect but not triggering, in itself, the development of the disorder. Sequencing of exomes and whole genomes, ongoing in the laboratory, will allow better understanding of those multiple genetic impairments.PARIS5-Bibliotheque electronique (751069902) / SudocSudocFranceF

Contactin 4, -5 and -6 differentially regulate neuritogenesis while they display identical PTPRG binding sites

Summary The neural cell-adhesion molecules contactin 4, contactin 5 and contactin 6 are involved in brain development, and disruptions in contactin genes may confer increased risk for autism spectrum disorders (ASD). We describe a co-culture of rat cortical neurons and HEK293 cells overexpressing and delivering the secreted forms of rat contactin 4–6. We quantified their effects on the length and branching of neurites. Contactin 4–6 effects were different depending on the contactin member and duration of co-culture. At 4 days in culture, contactin 4 and -6 increased the length of neurites, while contactin 5 increased the number of roots. Up to 8 days in culture, contactin 6 progressively increased the length of neurites while contactin 5 was more efficient on neurite branching. We studied the molecular sites of interaction between human contactin 4, -5 or -6 and the human Protein Tyrosine Phosphatase Receptor Gamma (PTPRG), a contactin partner, by modeling their 3D structures. As compared to contactin 4, we observed differences in the Ig2 and Ig3 domains of contactin 5 and -6 with the appearance of an omega loop that could adopt three distinct conformations. However, interactive residues between human contactin 4–6 and PTPRG were strictly conserved. We did not observe any differences in PTPRG binding on contactin 5 and -6 either. Our data suggest that the differential contactin effects on neurite outgrowth do not result from distinct interactions with PTPRG. A better understanding of the contactin cellular properties should help elucidate their roles in ASD

FDXR Mutations Cause Sensorial Neuropathies and Expand the Spectrum of Mitochondrial Fe-S-Synthesis Diseases

Hearing loss and visual impairment in childhood have mostly genetic origins, some of them being related to sensorial neuronal defects. Here, we report on eight subjects from four independent families affected by auditory neuropathy and optic atrophy. Whole-exome sequencing revealed biallelic mutations in FDXR in affected subjects of each family. FDXR encodes the mitochondrial ferredoxin reductase, the sole human ferredoxin reductase implicated in the biosynthesis of iron-sulfur clusters (ISCs) and in heme formation. ISC proteins are involved in enzymatic catalysis, gene expression, and DNA replication and repair. We observed deregulated iron homeostasis in FDXR mutant fibroblasts and indirect evidence of mitochondrial iron overload. Functional complementation in a yeast strain in which ARH1, the human FDXR ortholog, was deleted established the pathogenicity of these mutations. These data highlight the wide clinical heterogeneity of mitochondrial disorders related to ISC synthesis

Characterization of the functional impact of <i>SHANK2</i> mutations in cultured neuronal cells.

<p>A. The colocalization of <i>ProSAP1A/SHANK2</i>-EGFP (postsynaptic marker) and Bassoon (presynaptic marker) indicated that the mutations did not disturb the formation of SHANK2 clusters at excitatory synapses along the dendrites. B. The quantification of synapse density was performed on 20 transfected hippocampal neurons per construct from at least three independent experiments. The majority of the <i>ProSAP1A</i> variants affecting a conserved amino acid among SHANK proteins reduced significantly the synaptic density compared with the variants that affect amino acid non conserved among SHANK proteins (Mann-Whitney U-test: n_WT = 20, n_mut = 20; U_S557N = 82.5, p_S557N = 0.001; U_R569H = 124, p_R569H = 0.04; U_L629P = 149, p_L629P = 0.17; U_V717F = 114, p_V717F = 0.02; U_A729T = 73, p_A729T = 0.000; U_K780Q = 154, p_K780Q = 0.221; U_R818H = 108, p_R818H = 0.012; U_A822T = 154.5, p_A822T = 0.224; U_V823M = 129, p_V823M = 0.056; U_Y967C = 134, p_Y967C = 0.076; U_G1170R = 78, p_G1170R = 0.001; U_R1290W = 142, p_R1290W = 0.121; U_Q1308R = 162, p_Q1308R = 0.314; U_D1535N = 97, p_D1535N = 0.005; U_P1586L = 137, p_P1586L = 0.910; U_L1722P = 79, p_L1722P = 0.001, *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001). <b>C.</b> Effect of the variants on synaptic density. The y-axis represents −log P compared to WT (P obtained with Mann-Whitney test). After Bonferroni correction for 16 tests, only P values<0.003 were considered as significant. Variants represented in red were specific to ASD, in orange were shared by ASD and controls, and in green were specific to the controls. Open circles and filled circles represent non conserved and conserved amino acids, respectively. Prim, primary; second, secondary.</p

Characterization of CNVs in three patients carrying a <i>de novo</i> deletion of <i>SHANK2</i>.

<p>Paternally or maternally inherited CNVs are indicated by squares and circles, respectively. <i>De novo</i> CNVs are indicated by stars. Deletions and duplications are indicated in red and blue, respectively. CNVs hitting exons or only introns are filled with grey and white, respectively. Squares and circles within star represent <i>de novo</i> CNV of paternal or maternal origin; circles within squares represent CNV inherited by father or mother. ABCC6, ATP-binding cassette, sub-family C, member 6 pseudogene 2; ADAM, ADAM metallopeptidase; AMY1, amylase (salivary); AMY2A, amylase (pancreatic); ARHGAP11B, Rho GTPase activating protein 11B; CAMSAP1L1, calmodulin regulated spectrin-associated protein 1-like 1; CHRNA7, cholinergic receptor, nicotinic, alpha 7; CNTN4, contactin 4; CTNNA3, catenin (cadherin-associated protein), alpha 3; CYFIP1, cytoplasmic FMR1 interacting protein 1; DUSP22, dual specificity phosphatase 22; GALM, galactose mutarotase; GCNT2, glucosaminyl (N-acetyl) transferase 2; GOLGA, golgi autoantigen, golgin subfamily a; GSTT1, glutathione S-transferase theta 1; HLA-DRB, major histocompatibility complex, class II, DR beta; LAMA4, laminin, alpha 4; NIPA, non imprinted in Prader-Willi/Angelman syndrome; NLGN1, neuroligin 1; NME7, non-metastatic cells 7; OR, olfactory receptor; PCDHA, protocadherin alpha; RFPL4B, ret finger protein-like 4B; RHD, Rh blood group, D antigen; SFMBT1, Scm-like with four mbt domains 1; SHANK2, SH3 and multiple ankyrin repeat domains 2; SMC2, structural maintenance of chromosomes 2; TNS3, tensin 3; TUBGCP5, tubulin, gamma complex associated protein 5; UGT2B17, UDP glucuronosyltransferase 2 family, polypeptide B17.</p

Genomic structure, isoforms, and expression of human <i>SHANK2</i>.

<p>A. Genomic structure of the human <i>SHANK2</i> gene. Transcription of <i>SHANK2</i> produces four main mRNA from three distinct promoters: <i>SHANK2E</i> (<i>AB208025</i>), <i>ProSAP1A</i> (<i>AB208026</i>), <i>ProSAP1</i> (<i>AB208027</i>) and <i>AF141901</i>. There are three translation starts: in exon 2 for <i>SHANK2E</i>, in exon1b for <i>ProSAP1A</i>, and in exon1c for <i>ProSAP1</i> and <i>AF141901</i>; and two independent stop codons: in exon 22b for <i>AF141901</i> and in exon 25 for <i>SHANK2E</i>, <i>ProSAP1A</i> and <i>ProSAP1</i>. Conserved domains of protein interaction or protein binding site are represented in color: ANK (red), SH3 (orange), PDZ (blue) and SAM (green), H (pink), D, (dark blue) and C (purple). Black stars identify the alternative spliced exons (‘brain-specific exons’ in turquoise: 19, 20 and 23). B. RT-PCRs of <i>SHANK2</i> isoforms on RNA from different human control tissues (Clontech), and different brain regions of four controls (2 males and 2 females). The amplified regions specific to each isoform of <i>SHANK2</i> are indicated by gray boxes. C. Alternative splicing of human <i>SHANK2</i>; exons 19, 20 and 23 are specific to the brain. ANK, ankyrin; SH3, Src homology 3; PDZ, PSD95/DLG/ZO1; SAM, sterile alpha motif; He, heart; Li, liver; B, brain; SM, skeletal muscle; Pl, placenta; K, kidney; Lu, lung; Pa, pancreas; FC, frontal cortex; Hi, hippocampus; TC, temporal cortex; T, thalamus; OC, occipital cortex; Ce, cerebellum; Cx, whole cortex; BLCL, B lymphoblastoid cell lines; GAPDH, glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase; BSR, brain specific region; H, homer binding site; D, dynamin binding site; C, cortactin binding site. The ages of the two males and the two females studied were 74, 42, 55, and 36 years with a post-mortem interval of 10, 21, 24, and 2 h, respectively.</p