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Enregistrement W3008010300 · doi:10.1101/2020.03.02.972653

Genes and pathways implicated in tetralogy of Fallot revealed by ultra-rare variant burden analysis in 231 genome sequences

2020· preprint· en· W3008010300 sur OpenAlexafffund
Roozbeh Manshaei, Daniele Merico, Miriam S. Reuter, Worrawat Engchuan, Bahareh A. Mojarad, Rajiv Chaturvedi, Tracy Heung, Giovanna Pellecchia, Mehdi Zarrei, Thomas Nalpathamkalam, Reem Khan, John B. A. Okello, Eriskay Liston, Meredith Curtis, Ryan K. C. Yuen, Christian R. Marshall, Rebekah Jobling, Stephen W. Scherer, Raymond H. Kim, Anne S. Bassett

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2020
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueCongenital heart defects research
Établissements canadiensCentre for Addiction and Mental HealthUniversity Health NetworkSickKids FoundationUniversity of TorontoOntario GenomicsTed Rogers Centre for Heart ResearchHospital for Sick Children
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchHospital for Sick ChildrenGlaxoSmithKlineUniversity Health NetworkUniversity of TorontoW. Garfield Weston Foundation
Mots-clésMissense mutationGeneGeneticsTetralogy of FallotBiologyPhenotypeCandidate geneGenomeComputational biologyMedicineHeart diseaseInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,244
Écart entre enseignants0,227 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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