Kenneth McElreavy, Sylvie Jaillard, Claude Bendavid, Katrina M. Bell, Laurence Cornevin, Sylvie Odent, Marion Beaumont, Nurin Aisyiyah Listyasari, Kelly L. Walton, Nathalie Dejucq-Rainsford, William A. Stocker, Rajini Sreenivasan, Andrew H. Sinclair, Catherine Henry, Craig Harrisson, Célia Ravel, Solène Duros, Jocelyn van den Bergen, Elena J. Tucker, Katie L. Ayers, Anne-Pascale Satie, Erika Launay, Linda Akloul, Marc-Antoine Belaud-Rotureau, Gorjana Robevska, Mathilde Domin-Bernhard, Jorma J. Palvimo, Tiina Jääskeläinen, Institut de recherche en santé, environnement et travail (Irset), Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université d'Angers (UA), CHU Pontchaillou [Rennes], École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP), Murdoch Children's Research Institute (MCRI), Monash Biomedicine Discovery Institute, Monash University [Clayton], Génétique du Développement humain - Human developmental genetics, Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Swinburne University of Technology (Hawthorn campus), University of Eastern Finland, Diponegoro University, Nutrition, Métabolismes et Cancer (NuMeCan), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), CHU Trousseau [Tours], Centre Hospitalier Régional Universitaire de Tours (CHRU Tours), Institut de Génétique et Développement de Rennes (IGDR), Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), University of Melbourne, National Health and Medical Research Council, NHMRC 1074258, 1062854Chung Hua University, CHU 1054432State Government of Victoria, Université d'Angers (UA)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Université d'Angers (UA)-Université de Rennes (UR)-École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), and Jonchère, Laurent
International audience; Ovarian deficiency, including premature ovarian insufficiency (POI) and diminished ovarian reserve (DOR), represents one of the main causes of female infertility. POI is a genetically heterogeneous condition but current understanding of its genetic basis is far from complete, with the cause remaining unknown in the majority of patients. The genes that regulate DOR have been reported but the genetic basis of DOR has not been explored in depth. Both conditions are likely to lie along a continuum of degrees of decrease in ovarian reserve. We performed genomic analysis via whole exome sequencing (WES) followed by in silico analyses and functional experiments to investigate the genetic cause of ovarian deficiency in ten affected women. We achieved diagnoses for three of them, including the identification of novel variants in STAG3, GDF9, and FANCM. We identified potentially causative FSHR variants in another patient. This is the second report of biallelic GDF9 and FANCM variants, and, combined with functional support, validates these genes as bone fide autosomal recessive “POI genes”. We also identified new candidate genes, NRIP1, XPO1, and MACF1. These genes have been linked to ovarian function in mouse, pig, and zebrafish respectively, but never in humans. In the case of NRIP1, we provide functional support for the deleterious nature of the variant via SUMOylation and luciferase/β-galactosidase reporter assays. Our study provides multiple insights into the genetic basis of POI/DOR. We have further elucidated the involvement of GDF9, FANCM, STAG3 and FSHR in POI pathogenesis, and propose new candidate genes, NRIP1, XPO1, and MACF1, which should be the focus of future studies.