Genes and pathways implicated in tetralogy of Fallot revealed by ultra-rare variant burden analysis in 231 genome sequences
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Recent genome-wide studies of rare genetic variants have begun to implicate novel mechanisms for tetralogy of Fallot (TOF), a severe congenital heart defect (CHD). To provide statistical support for case-only data without parental genomes, we re-analyzed genome sequences of 231 individuals with TOF or related CHD. We adapted a burden test originally developed for de novo variants to assess singleton variant burden in individual genes, and in gene-sets corresponding to functional pathways and mouse phenotypes, accounting for highly correlated gene-sets, and for multiple testing. The gene burden test identified a significant burden of deleterious missense variants in NOTCH1 (Bonferroni-corrected p-value <0.01). These NOTCH1 variants showed significant enrichment for those affecting the extracellular domain, and especially for disruption of cysteine residues forming disulfide bonds (OR 39.8 vs gnomAD). Individuals with NOTCH1 variants, all with TOF, were enriched for positive family history of CHD. Other genes not previously implicated in TOF had more modest statistical support and singleton missense variant results were non-significant for gene-set burden. For singleton truncating variants, the gene burden test confirmed significant burden in FLT4. Gene-set burden tests identified a cluster of pathways corresponding to VEGF signaling ( FDR =0%), and of mouse phenotypes corresponding to abnormal vasculature ( FDR =0.8%), that suggested additional candidate genes not previously identified (e.g., WNT5A and ZFAND5 ). Analyses using unrelated sequencing datasets supported specificity of the findings for CHD. The findings support the importance of ultra-rare variants disrupting genes involved in VEGF and NOTCH signaling in the genetic architecture of TOF. These proof-of-principle data indicate that this statistical methodology could assist in analyzing case-only sequencing data in which ultra-rare variants, whether de novo or inherited, contribute to the genetic etiopathogenesis of a complex disorder. Author summary We analyzed the ultra-rare nonsynonymous variant burden for genome sequencing data from 231 individuals with congenital heart defects, most with tetralogy of Fallot. We adapted a burden test originally developed for de novo variants. In line with other studies, we identified a significant truncating variant burden for FLT4 and deleterious missense burden for NOTCH1 , both passing a stringent Bonferroni multiple-test correction. For NOTCH1 , we observed frequent disruption of cysteine residues establishing disulfide bonds in the extracellular domain. We also identified genes with BH-FDR <10% that were not previously implicated. To overcome limited power for individual genes, we tested gene-sets corresponding to functional pathways and mouse phenotypes. Gene-set burden of truncating variants was significant for vascular endothelial growth factor signaling and abnormal vasculature phenotypes. These results confirmed previous findings and suggested additional candidate genes for experimental validation in future studies. This methodology can be extended to other case-only sequencing data in which ultra-rare variants make a substantial contribution to genetic etiology.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».