The chromosome 9p21 amyotrophic lateral sclerosis-frontotemporal dementia (ALS-FTD) locus contains one of the last major unidentified autosomal-dominant genes underlying these common neurodegenerative diseases. We have previously shown that a founder haplotype, covering the MOBKL2b, IFNK, and C9ORF72 genes, is present in the majority of cases linked to this region. Here we show that there is a large hexanucleotide (GGGGCC) repeat expansion in the first intron of C9ORF72 on the affected haplotype. This repeat expansion segregates perfectly with disease in the Finnish population, underlying 46.0% of familial ALS and 21.1% of sporadic ALS in that population. Taken together with the D90A SOD1 mutation, 87% of familial ALS in Finland is now explained by a simple monogenic cause. The repeat expansion is also present in one-third of familial ALS cases of outbred European descent, making it the most common genetic cause of these fatal neurodegenerative diseases identified to date.

Andrew Singleton, Thomas Gasser and colleagues report results of a genome-wide association study of Parkinson's disease among individuals of European ancestry. They find genome-wide significant associations at two loci, SNCA and MAPT, and provide supporting evidence for a new risk locus on 1q32. We performed a genome-wide association study (GWAS) in 1,713 individuals of European ancestry with Parkinson's disease (PD) and 3,978 controls. After replication in 3,361 cases and 4,573 controls, we observed two strong association signals, one in the gene encoding α-synuclein (SNCA; rs2736990, OR = 1.23, P = 2.24 × 10−16) and another at the MAPT locus (rs393152, OR = 0.77, P = 1.95 × 10−16). We exchanged data with colleagues performing a GWAS in Japanese PD cases. Association to PD at SNCA was replicated in the Japanese GWAS1, confirming this as a major risk locus across populations. We replicated the effect of a new locus detected in the Japanese cohort (PARK16, rs823128, OR = 0.66, P = 7.29 × 10−8) and provide supporting evidence that common variation around LRRK2 modulates risk for PD (rs1491923, OR = 1.14, P = 1.55 × 10−5). These data demonstrate an unequivocal role for common genetic variants in the etiology of typical PD and suggest population-specific genetic heterogeneity in this disease.

We aimed to accurately estimate the frequency of a hexanucleotide repeat expansion in C9orf72 that has been associated with a large proportion of cases of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal dementia (FTD).We screened 4448 patients diagnosed with ALS (El Escorial criteria) and 1425 patients with FTD (Lund-Manchester criteria) from 17 regions worldwide for the GGGGCC hexanucleotide expansion using a repeat-primed PCR assay. We assessed familial disease status on the basis of self-reported family history of similar neurodegenerative diseases at the time of sample collection. We compared haplotype data for 262 patients carrying the expansion with the known Finnish founder risk haplotype across the chromosomal locus. We calculated age-related penetrance using the Kaplan-Meier method with data for 603 individuals with the expansion.In patients with sporadic ALS, we identified the repeat expansion in 236 (7·0%) of 3377 white individuals from the USA, Europe, and Australia, two (4·1%) of 49 black individuals from the USA, and six (8·3%) of 72 Hispanic individuals from the USA. The mutation was present in 217 (39·3%) of 552 white individuals with familial ALS from Europe and the USA. 59 (6·0%) of 981 white Europeans with sporadic FTD had the mutation, as did 99 (24·8%) of 400 white Europeans with familial FTD. Data for other ethnic groups were sparse, but we identified one Asian patient with familial ALS (from 20 assessed) and two with familial FTD (from three assessed) who carried the mutation. The mutation was not carried by the three Native Americans or 360 patients from Asia or the Pacific Islands with sporadic ALS who were tested, or by 41 Asian patients with sporadic FTD. All patients with the repeat expansion had (partly or fully) the founder haplotype, suggesting a one-off expansion occurring about 1500 years ago. The pathogenic expansion was non-penetrant in individuals younger than 35 years, 50% penetrant by 58 years, and almost fully penetrant by 80 years.A common Mendelian genetic lesion in C9orf72 is implicated in many cases of sporadic and familial ALS and FTD. Testing for this pathogenic expansion should be considered in the management and genetic counselling of patients with these fatal neurodegenerative diseases.Full funding sources listed at end of paper (see Acknowledgments).

The analysis of genome-wide patterns of variation in human populations can provide genetic evidence of patterns of human migration and adaptation across the world. Two contrasting papers in this issue illustrate the power of the method. By combining a large number of datasets, Lohmueller et al. obtain precise estimates of the number of deleterious mutations carried by each of 15 African-Americans and 20 European-Americans, resequenced across 11,000 genes. They find that individuals with a European background have more potentially damaging mutations lurking in their genomes than those with an African background. This is interpreted as a genetic legacy from the 'out-of-Africa' bottleneck that accompanied the peopling of Europe. Jakobsson et al. take a broader snapshot of human variation by examining 29 populations in the Human Genome Diversity Project. They obtain genotype data for over 500,000 markers in the human genome. Echoing the study of Americans with African and European backgrounds, these data reveal increasing linkage disequilibrium with increasing geographic distance from Africa. A report detailing genotype data for over 500,000 markers in the human genome by examining 29 populations in the Human Genome Diversity Project. Genome-wide patterns of variation across individuals provide a powerful source of data for uncovering the history of migration, range expansion, and adaptation of the human species. However, high-resolution surveys of variation in genotype, haplotype and copy number have generally focused on a small number of population groups1,2,3. Here we report the analysis of high-quality genotypes at 525,910 single-nucleotide polymorphisms (SNPs) and 396 copy-number-variable loci in a worldwide sample of 29 populations. Analysis of SNP genotypes yields strongly supported fine-scale inferences about population structure. Increasing linkage disequilibrium is observed with increasing geographic distance from Africa, as expected under a serial founder effect for the out-of-Africa spread of human populations. New approaches for haplotype analysis produce inferences about population structure that complement results based on unphased SNPs. Despite a difference from SNPs in the frequency spectrum of the copy-number variants (CNVs) detected—including a comparatively large number of CNVs in previously unexamined populations from Oceania and the Americas—the global distribution of CNVs largely accords with population structure analyses for SNP data sets of similar size. Our results produce new inferences about inter-population variation, support the utility of CNVs in human population-genetic research, and serve as a genomic resource for human-genetic studies in diverse worldwide populations.

There is considerable evidence that human genetic variation influences gene expression. Genome-wide studies have revealed that mRNA levels are associated with genetic variation in or close to the gene coding for those mRNA transcripts – cis effects, and elsewhere in the genome – trans effects. The role of genetic variation in determining protein levels has not been systematically assessed. Using a genome-wide association approach we show that common genetic variation influences levels of clinically relevant proteins in human serum and plasma. We evaluated the role of 496,032 polymorphisms on levels of 42 proteins measured in 1200 fasting individuals from the population based InCHIANTI study. Proteins included insulin, several interleukins, adipokines, chemokines, and liver function markers that are implicated in many common diseases including metabolic, inflammatory, and infectious conditions. We identified eight Cis effects, including variants in or near the IL6R (p = 1.8×10−57), CCL4L1 (p = 3.9×10−21), IL18 (p = 6.8×10−13), LPA (p = 4.4×10−10), GGT1 (p = 1.5×10−7), SHBG (p = 3.1×10−7), CRP (p = 6.4×10−6) and IL1RN (p = 7.3×10−6) genes, all associated with their respective protein products with effect sizes ranging from 0.19 to 0.69 standard deviations per allele. Mechanisms implicated include altered rates of cleavage of bound to unbound soluble receptor (IL6R), altered secretion rates of different sized proteins (LPA), variation in gene copy number (CCL4L1) and altered transcription (GGT1). We identified one novel trans effect that was an association between ABO blood group and tumour necrosis factor alpha (TNF-alpha) levels (p = 6.8×10−40), but this finding was not present when TNF-alpha was measured using a different assay , or in a second study, suggesting an assay-specific association. Our results show that protein levels share some of the features of the genetics of gene expression. These include the presence of strong genetic effects in cis locations. The identification of protein quantitative trait loci (pQTLs) may be a powerful complementary method of improving our understanding of disease pathways.

Background Several genes underlying rare monogenic forms of Parkinson's disease have been identified over the past decade. Despite evidence for a role for genetics in sporadic Parkinson's disease, few common genetic variants have been unequivocally linked to this disorder. We sought to identify any common genetic variability exerting a large effect in risk for Parkinson's disease in a population cohort and to produce publicly available genome-wide genotype data that can be openly mined by interested researchers and readily augmented by genotyping of additional repository subjects. Methods We did genome-wide, single-nucleotide-polymorphism (SNP) genotyping of publicly available samples from a cohort of Parkinson's disease patients (n=267) and neurologically normal controls (n=270). More than 408 000 unique SNPs were used from the Illumina Infinium I and HumanHap300 assays. Findings We have produced around 220 million genotypes in 537 participants. This raw genotype data has been publicly posted and as such is the first publicly accessible high-density SNP data outside of the International HapMap Project. We also provide here the results of genotype and allele association tests. Interpretation We generated publicly available genotype data for Parkinson's disease patients and controls so that these data can be mined and augmented by other researchers to identify common genetic variability that results in minor and moderate risk for disease.

Significance Understanding loci nominated by genome-wide association studies (GWASs) is challenging. Here, we show, using the specific example of Parkinson disease, that identification of protein–protein interactions can help determine the most likely candidate for several GWAS loci. This result illustrates a significant general principle that will likely apply across multiple diseases.

We observed a severe autosomal recessive movement disorder in mice used within our laboratory. We pursued a series of experiments to define the genetic lesion underlying this disorder and to identify a cognate disease in humans with mutation at the same locus. Through linkage and sequence analysis we show here that this disorder is caused by a homozygous in-frame 18-bp deletion in Itpr1 (Itpr1Δ18/Δ18), encoding inositol 1,4,5-triphosphate receptor 1. A previously reported spontaneous Itpr1 mutation in mice causes a phenotype identical to that observed here. In both models in-frame deletion within Itpr1 leads to a decrease in the normally high level of Itpr1 expression in cerebellar Purkinje cells. Spinocerebellar ataxia 15 (SCA15), a human autosomal dominant disorder, maps to the genomic region containing ITPR1; however, to date no causal mutations had been identified. Because ataxia is a prominent feature in Itpr1 mutant mice, we performed a series of experiments to test the hypothesis that mutation at ITPR1 may be the cause of SCA15. We show here that heterozygous deletion of the 5′ part of the ITPR1 gene, encompassing exons 1–10, 1–40, and 1–44 in three studied families, underlies SCA15 in humans.

Abstract Background Increasing evidence supports an extensive and complex genetic contribution to PD. Previous genome‐wide association studies (GWAS) have shed light on the genetic basis of risk for this disease. However, the genetic determinants of PD age at onset are largely unknown. Objectives To identify the genetic determinants of PD age at onset. Methods Using genetic data of 28,568 PD cases, we performed a genome‐wide association study based on PD age at onset. Results We estimated that the heritability of PD age at onset attributed to common genetic variation was ∼0.11, lower than the overall heritability of risk for PD (∼0.27), likely, in part, because of the subjective nature of this measure. We found two genome‐wide significant association signals, one at SNCA and the other a protein‐coding variant in TMEM175 , both of which are known PD risk loci and a Bonferroni‐corrected significant effect at other known PD risk loci, GBA , INPP5F/BAG3, FAM47E/SCARB2 , and MCCC1 . Notably, SNCA, TMEM175, SCARB2, BAG3 , and GBA have all been shown to be implicated in α‐synuclein aggregation pathways. Remarkably, other well‐established PD risk loci, such as GCH1 and MAPT , did not show a significant effect on age at onset of PD. Conclusions Overall, we have performed the largest age at onset of PD genome‐wide association studies to date, and our results show that not all PD risk loci influence age at onset with significant differences between risk alleles for age at onset. This provides a compelling picture, both within the context of functional characterization of disease‐linked genetic variability and in defining differences between risk alleles for age at onset, or frank risk for disease. © 2019 International Parkinson and Movement Disorder Society

Abstract To test whether the synucleinopathies Parkinson's disease and multiple system atrophy (MSA) share a common genetic etiology, we performed a candidate single nucleotide polymorphism (SNP) association study of the 384 most associated SNPs in a genome‐wide association study of Parkinson's disease in 413 MSA cases and 3,974 control subjects. The 10 most significant SNPs were then replicated in additional 108 MSA cases and 537 controls. SNPs at the SNCA locus were significantly associated with risk for increased risk for the development of MSA (combined p = 5.5 × 10 12 ; odds ratio 6.2). Ann Neurol 2009;65:610–614