52
|
Nava C, Lamari F, Héron D, Mignot C, Rastetter A, Keren B, Cohen D, Faudet A, Bouteiller D, Gilleron M, Jacquette A, Whalen S, Afenjar A, Périsse D, Laurent C, Dupuits C, Gautier C, Gérard M, Huguet G, Caillet S, Leheup B, Leboyer M, Gillberg C, Delorme R, Bourgeron T, Brice A, Depienne C. Analysis of the chromosome X exome in patients with autism spectrum disorders identified novel candidate genes, including TMLHE. Transl Psychiatry 2012; 2:e179. [PMID: 23092983 PMCID: PMC3565810 DOI: 10.1038/tp.2012.102] [Citation(s) in RCA: 73] [Impact Index Per Article: 6.1] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/23/2022] Open
Abstract
The striking excess of affected males in autism spectrum disorders (ASD) suggests that genes located on chromosome X contribute to the etiology of these disorders. To identify new X-linked genes associated with ASD, we analyzed the entire chromosome X exome by next-generation sequencing in 12 unrelated families with two affected males. Thirty-six possibly deleterious variants in 33 candidate genes were found, including PHF8 and HUWE1, previously implicated in intellectual disability (ID). A nonsense mutation in TMLHE, which encodes the ɛ-N-trimethyllysine hydroxylase catalyzing the first step of carnitine biosynthesis, was identified in two brothers with autism and ID. By screening the TMLHE coding sequence in 501 male patients with ASD, we identified two additional missense substitutions not found in controls and not reported in databases. Functional analyses confirmed that the mutations were associated with a loss-of-function and led to an increase in trimethyllysine, the precursor of carnitine biosynthesis, in the plasma of patients. This study supports the hypothesis that rare variants on the X chromosome are involved in the etiology of ASD and contribute to the sex-ratio disequilibrium.
Collapse
Affiliation(s)
- C Nava
- INSERM, U975—CRICM, Institut du cerveau
et de la moelle épinière (ICM), Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,CNRS 7225—CRICM, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,Université Pierre et Marie
Curie-Paris-6 (UPMC), UMR_S 975, Paris, France,Département de Génétique
et de Cytogénétique, Unité fonctionnelle de génétique
clinique, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France
| | - F Lamari
- Département de Biochimie, AP-HP,
Hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris,
France
| | - D Héron
- Département de Génétique
et de Cytogénétique, Unité fonctionnelle de génétique
clinique, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France,AP-HP, Hôpital Trousseau, service de
neuropédiatrie, Paris, France,Centre de Référence
‘déficiences intellectuelles de causes rares',
Paris, France,Groupe de Recherche Clinique (GRC)
‘déficience intellectuelle et autisme' UPMC,
Paris, France
| | - C Mignot
- Département de Génétique
et de Cytogénétique, Unité fonctionnelle de génétique
clinique, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France,AP-HP, Hôpital Trousseau, service de
neuropédiatrie, Paris, France,Centre de Référence
‘déficiences intellectuelles de causes rares',
Paris, France,Groupe de Recherche Clinique (GRC)
‘déficience intellectuelle et autisme' UPMC,
Paris, France
| | - A Rastetter
- INSERM, U975—CRICM, Institut du cerveau
et de la moelle épinière (ICM), Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,CNRS 7225—CRICM, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,Université Pierre et Marie
Curie-Paris-6 (UPMC), UMR_S 975, Paris, France
| | - B Keren
- Département de Génétique
et de Cytogénétique, Unité fonctionnelle de
cytogénétique, AP-HP, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France
| | - D Cohen
- Service de psychiatrie de l'enfant et
de l'adolescent, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France,Institut des Systèmes Intelligents
et Robotiques, CNRS UMR 7222, UPMC-Paris-6, Paris,
France
| | - A Faudet
- Département de Génétique
et de Cytogénétique, Unité fonctionnelle de génétique
clinique, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France
| | - D Bouteiller
- INSERM, U975—CRICM, Institut du cerveau
et de la moelle épinière (ICM), Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,CNRS 7225—CRICM, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,Université Pierre et Marie
Curie-Paris-6 (UPMC), UMR_S 975, Paris, France,ICM, PFGS Platform, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France
| | - M Gilleron
- Département de Biochimie, AP-HP,
Hôpital Pitié-Salpêtrière, Paris,
France
| | - A Jacquette
- Département de Génétique
et de Cytogénétique, Unité fonctionnelle de génétique
clinique, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France,Centre de Référence
‘déficiences intellectuelles de causes rares',
Paris, France,Groupe de Recherche Clinique (GRC)
‘déficience intellectuelle et autisme' UPMC,
Paris, France
| | - S Whalen
- Département de Génétique
et de Cytogénétique, Unité fonctionnelle de génétique
clinique, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France
| | - A Afenjar
- Département de Génétique
et de Cytogénétique, Unité fonctionnelle de génétique
clinique, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France,AP-HP, Hôpital Trousseau, service de
neuropédiatrie, Paris, France,Centre de Référence
‘déficiences intellectuelles de causes rares',
Paris, France,Groupe de Recherche Clinique (GRC)
‘déficience intellectuelle et autisme' UPMC,
Paris, France,Centre de référence des
anomalies du développement et syndromes malformatifs, Hôpital
Trousseau, Paris, France
| | - D Périsse
- Service de psychiatrie de l'enfant et
de l'adolescent, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France,Centre référent
autisme, Paris, France
| | - C Laurent
- INSERM, U975—CRICM, Institut du cerveau
et de la moelle épinière (ICM), Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,CNRS 7225—CRICM, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,Service de psychiatrie de l'enfant et
de l'adolescent, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France
| | - C Dupuits
- INSERM, U975—CRICM, Institut du cerveau
et de la moelle épinière (ICM), Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,Service de diététique et
unité fonctionnelle de neurormétabolisme, AP-HP, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France
| | - C Gautier
- INSERM, U975—CRICM, Institut du cerveau
et de la moelle épinière (ICM), Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,CNRS 7225—CRICM, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France
| | - M Gérard
- CHU Côte de Nacre,
Paris, France
| | - G Huguet
- Institut Pasteur, Human Genetics and
Cognitive Functions Unit, Paris, France,CNRS URA 2182 ‘Genes, synapses and
cognition', Institut Pasteur, Paris, France,University Paris Diderot, Sorbonne Paris
Cité, Human Genetics and Cognitive Functions, Paris,
France
| | - S Caillet
- Département de Génétique
et de Cytogénétique, Unité fonctionnelle de génétique
clinique, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France,Service de diététique et
unité fonctionnelle de neurormétabolisme, AP-HP, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France
| | - B Leheup
- CHU de Nancy Pôle Enfants, Service de
Médecine Infantile III et Génétique Clinique, Centre de
référence Anomalies du développement et Syndromes malformatifs et
Université de Lorraine EA 4368, Vandoeuvre les Nancy,
France
| | - M Leboyer
- Inserm, U955,
Créteil, France,Université Paris Est, Faculté
de médecine, Créteil, France,AP-HP, Hôpital H. Mondor—A.
Chenevier, Pole de Psychiatrie, Créteil, France,Fondation FondaMental,
Créteil, France
| | - C Gillberg
- Department of Child and Adolescent
Psychiatry, Goteborg University, Goteborg, Sweden
| | - R Delorme
- AP-HP, Hôpital Robert Debré,
Service de pédopsychiatrie, Paris, France
| | - T Bourgeron
- Institut Pasteur, Human Genetics and
Cognitive Functions Unit, Paris, France,CNRS URA 2182 ‘Genes, synapses and
cognition', Institut Pasteur, Paris, France,University Paris Diderot, Sorbonne Paris
Cité, Human Genetics and Cognitive Functions, Paris,
France
| | - A Brice
- INSERM, U975—CRICM, Institut du cerveau
et de la moelle épinière (ICM), Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,CNRS 7225—CRICM, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,Université Pierre et Marie
Curie-Paris-6 (UPMC), UMR_S 975, Paris, France,Département de Génétique
et de Cytogénétique, Unité fonctionnelle de génétique
clinique, AP-HP, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris, France,INSERM U975 (Cricm), Institut du cerveau et de la moelle
épinière, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris
75 013, France. E-mail: or
| | - C Depienne
- INSERM, U975—CRICM, Institut du cerveau
et de la moelle épinière (ICM), Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,CNRS 7225—CRICM, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,Université Pierre et Marie
Curie-Paris-6 (UPMC), UMR_S 975, Paris, France,Département de
Génétique et de Cytogénétique, Unité fonctionnelle de
neurogénétique moléculaire et cellulaire, AP-HP, Hôpital
Pitié-Salpêtrière, Paris, France,INSERM U975 (Cricm), Institut du cerveau et de la moelle
épinière, Hôpital Pitié-Salpêtrière,
Paris
75 013, France. E-mail: or
| |
Collapse
|
54
|
Leboucher GP, Tsai YC, Yang M, Shaw KC, Zhou M, Veenstra TD, Glickman MH, Weissman AM. Stress-induced phosphorylation and proteasomal degradation of mitofusin 2 facilitates mitochondrial fragmentation and apoptosis. Mol Cell 2012; 47:547-57. [PMID: 22748923 PMCID: PMC3526191 DOI: 10.1016/j.molcel.2012.05.041] [Citation(s) in RCA: 258] [Impact Index Per Article: 21.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/27/2012] [Revised: 05/10/2012] [Accepted: 05/17/2012] [Indexed: 12/18/2022]
Abstract
Mitochondria play central roles in integrating pro- and antiapoptotic stimuli, and JNK is well known to have roles in activating apoptotic pathways. We establish a critical link between stress-induced JNK activation, mitofusin 2, which is an essential component of the mitochondrial outer membrane fusion apparatus, and the ubiquitin-proteasome system (UPS). JNK phosphorylation of mitofusin 2 in response to cellular stress leads to recruitment of the ubiquitin ligase (E3) Huwe1/Mule/ARF-BP1/HectH9/E3Histone/Lasu1 to mitofusin 2, with the BH3 domain of Huwe1 implicated in this interaction. This results in ubiquitin-mediated proteasomal degradation of mitofusin 2, leading to mitochondrial fragmentation and enhanced apoptotic cell death. The stability of a nonphosphorylatable mitofusin 2 mutant is unaffected by stress and protective against apoptosis. Conversely, a mitofusin 2 phosphomimic is more rapidly degraded without cellular stress. These findings demonstrate how proximal signaling events can influence both mitochondrial dynamics and apoptosis through phosphorylation-stimulated degradation of the mitochondrial fusion machinery.
Collapse
Affiliation(s)
- Guillaume P. Leboucher
- Laboratory of Protein Dynamics and Signaling, Center for Cancer Research, National Cancer Institute, Frederick, MD 21702, USA
- Department of Biology, Technion–Israel Institute of Technology, 32000 Haifa, Israel
| | - Yien Che Tsai
- Laboratory of Protein Dynamics and Signaling, Center for Cancer Research, National Cancer Institute, Frederick, MD 21702, USA
| | - Mei Yang
- Laboratory of Protein Dynamics and Signaling, Center for Cancer Research, National Cancer Institute, Frederick, MD 21702, USA
| | - Kristin C. Shaw
- Laboratory of Protein Dynamics and Signaling, Center for Cancer Research, National Cancer Institute, Frederick, MD 21702, USA
| | - Ming Zhou
- Laboratory of Proteomics and Analytical Technologies, Advanced Technologies Program, Science Application International Corporation-Frederick, Inc., National Cancer Institute, Frederick, MD 21702, USA
| | - Timothy D. Veenstra
- Laboratory of Proteomics and Analytical Technologies, Advanced Technologies Program, Science Application International Corporation-Frederick, Inc., National Cancer Institute, Frederick, MD 21702, USA
| | - Michael H. Glickman
- Department of Biology, Technion–Israel Institute of Technology, 32000 Haifa, Israel
| | - Allan M. Weissman
- Laboratory of Protein Dynamics and Signaling, Center for Cancer Research, National Cancer Institute, Frederick, MD 21702, USA
| |
Collapse
|