How mutations in the non-coding U8 snoRNA cause the neurological disorder leukoencephalopathy with calcifications and cysts (LCC) is poorly understood. Here, we report the generation of a mutant U8 animal model for interrogating LCC-associated pathology. Mutant U8 zebrafish exhibit defective central nervous system development, a disturbance of ribosomal RNA (rRNA) biogenesis and tp53 activation, which monitors ribosome biogenesis. Further, we demonstrate that fibroblasts from individuals with LCC are defective in rRNA processing. Human precursor-U8 (pre-U8) containing a 3' extension rescued mutant U8 zebrafish, and this result indicates conserved biological function. Analysis of LCC-associated U8 mutations in zebrafish revealed that one null and one functional allele contribute to LCC. We show that mutations in three nucleotides at the 5' end of pre-U8 alter the processing of the 3' extension, and we identify a previously unknown base-pairing interaction between the 5' end and the 3' extension of human pre-U8. Indeed, LCC-associated mutations in any one of seven nucleotides in the 5' end and 3' extension alter the processing of pre-U8, and these mutations are present on a single allele in almost all individuals with LCC identified to date. Given genetic data indicating that bi-allelic null U8 alleles are likely incompatible with human development, and that LCC is not caused by haploinsufficiency, the identification of hypomorphic misprocessing mutations that mediate viable embryogenesis furthers our understanding of LCC molecular pathology and cerebral vascular homeostasis.

中文翻译：

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斑马鱼中的U8 snoRNA变异体的分析揭示了双等位基因变异体如何引起钙化和囊肿性白质脑病。

非编码的U8 snoRNA中的突变如何引起具有钙化和囊肿（LCC）的神经系统白质脑病的了解很少。在这里，我们报告了询问LCC相关病理的突变U8动物模型的产生。突变的U8斑马鱼表现出缺陷的中枢神经系统发育，核糖体RNA（rRNA）生物发生和tp53激活的紊乱，后者监测核糖体生物发生。此外，我们证明了来自患有LCC的个体的成纤维细胞在rRNA加工中存在缺陷。包含3'延伸序列的人类前体U8（pre-U8）拯救了突变的U8斑马鱼，并且该结果表明了保守的生物学功能。对斑马鱼中与LCC相关的U8突变的分析表明，一个无效和一个功能性等位基因有助于LCC。我们显示在5'处三个核苷酸的突变 U8之前的末端改变了3'延伸的处理，我们确定了人类pre-U8的5'末端和3'延伸之间未知的碱基配对相互作用。实际上，在5'末端和3'延伸的7个核苷酸中的任何一个中，与LCC相关的突变都会改变pre-U8的加工过程，并且这些突变存在于迄今确定的几乎所有LCC个体中的单个等位基因上。鉴于遗传数据表明双等位基因无效的U8等位基因可能与人类发育不相容，并且LCC并非由单倍剂量不足引起，对介导可行胚胎发生的亚型错误加工突变的鉴定进一步加深了我们对LCC分子病理学和脑血管稳态的了解。并且我们确定了人类pre-U8的5'末端和3'延伸序列之间以前未知的碱基配对相互作用。实际上，在5'末端和3'延伸的7个核苷酸中的任何一个中，与LCC相关的突变都会改变pre-U8的加工过程，并且这些突变存在于迄今确定的几乎所有LCC个体中的单个等位基因上。已知遗传数据表明双等位基因无效的U8等位基因可能与人类发育不相容，并且LCC并非由单倍剂量不足引起，鉴定介导可行胚胎发生的亚型错误加工突变进一步加深了我们对LCC分子病理学和脑血管稳态的了解。并且我们确定了人类pre-U8的5'末端和3'延伸序列之间以前未知的碱基配对相互作用。实际上，在5'末端和3'延伸的7个核苷酸中的任何一个中，与LCC相关的突变都会改变pre-U8的加工过程，并且这些突变存在于迄今确定的几乎所有LCC个体中的单个等位基因上。鉴于遗传数据表明双等位基因无效的U8等位基因可能与人类发育不相容，并且LCC并非由单倍剂量不足引起，对介导可行胚胎发生的亚型错误加工突变的鉴定进一步加深了我们对LCC分子病理学和脑血管稳态的了解。在5'末端和3'延伸的7个核苷酸中的任何一个中，与LCC相关的突变都会改变pre-U8的加工过程，并且这些突变存在于迄今确定的几乎所有LCC个体中的单个等位基因上。已知遗传数据表明双等位基因无效的U8等位基因可能与人类发育不相容，并且LCC并非由单倍剂量不足引起，鉴定介导可行胚胎发生的亚型错误加工突变进一步加深了我们对LCC分子病理学和脑血管稳态的了解。在5'末端和3'延伸的7个核苷酸中的任何一个中，与LCC相关的突变都会改变pre-U8的加工过程，并且这些突变存在于迄今确定的几乎所有LCC个体中的单个等位基因上。鉴于遗传数据表明双等位基因无效的U8等位基因可能与人类发育不相容，并且LCC并非由单倍剂量不足引起，对介导可行胚胎发生的亚型错误加工突变的鉴定进一步加深了我们对LCC分子病理学和脑血管稳态的了解。