Domestication is associated with both morphological and behavioural phenotypic changes that differentiate domesticated species from their wild counterparts. Some of the traits are those purposely targeted by the selection process, whilst others co-occur as a result of selection. The combination of traits is referred to as the domestication syndrome and their shared characteristics has given rise to the neural crest domestication syndrome (NCDS) hypothesis. According to this hypothesis, the phenotypic changes are a consequence of a selection towards animals with mild underdevelopment of the neural crest. A similar mechanism is suggested to affect some species of self-domesticated animals, including humans. Recent research supports a role for BAZ1B, one of the haplo-insufficient genes in Williams syndrome (WS), in the evolution of craniofacial features of modern humans. Interestingly, WS recapitulates some of the traits observed in the domestication syndrome, including hypersociability and reduced facial bones. However, the evidence linking BAZ1B to behavioural phenotypes associated with domestication is presumptive. Here, we use zebrafish as a model to test the hypothesis that baz1b loss-of-function leads to both morphological and behavioural phenotypes associated with the domestication syndrome by influencing the development of the neural crest. Our research provides further evidence supporting the NCDS hypothesis and baz1b's role in this process.

ABSTRACT RBFOX1 is a highly pleiotropic gene that contributes to several psychiatric and neurodevelopmental disorders. Both rare and common variants in RBFOX1 have been associated with several psychiatric conditions, but the mechanisms underlying the pleiotropic effects of RBFOX1 are not yet understood. Here we found that, in zebrafish, rbfox1 is expressed in spinal cord, mid- and hindbrain during developmental stages. In adults, expression is restricted to specific areas of the brain, including telencephalic and diencephalic regions with an important role in receiving and processing sensory information and in directing behaviour. To investigate the effect of rbfox1 deficiency on behaviour, we used rbfox1 sa15940 , a rbfox1 loss-of-function line. We found that rbfox1 sa15940 mutants present hyperactivity, thigmotaxis, decreased freezing behaviour and altered social behaviour. We repeated these behavioural tests in a second rbfox1 loss-of-function line with a different genetic background, rbfox1 del19 , and found that rbfox1 deficiency affects behaviour similarly in this line, although there were some differences. rbfox1 del19 mutants present similar thigmotaxis, but stronger alterations in social behaviour and lower levels of hyperactivity than rbfox1 sa15940 fish. Taken together, these results suggest that rbfox1 deficiency leads to multiple behavioural changes in zebrafish that might be modulated by environmental, epigenetic and genetic background effects, and that resemble phenotypic alterations present in Rbfox1 -deficient mice and in patients with different psychiatric conditions. Our study thus highlights the evolutionary conservation of rbfox1 function in behaviour and paves the way to further investigate the mechanisms underlying rbfox1 pleiotropy on the onset of neurodevelopmental and psychiatric disorders.

Abstract Polygenic Risk Scores (PRS) have huge potential to contribute to biomedical research and to a future of precision medicine, but to date their calculation relies largely on Europeanancestry GWAS data. This global bias makes most PRS substantially less accurate in individuals of non-European ancestry. Here we present BridgePRS , a novel Bayesian PRS method that leverages shared genetic effects across ancestries to increase the accuracy of PRS in non-European populations. The performance of BridgePRS is evaluated in simulated data and real UK Biobank (UKB) data across 19 traits in African, South Asian and East Asian ancestry individuals, using both UKB and Biobank Japan GWAS summary statistics. BridgePRS is compared to the leading alternative, PRS-CSx , and two single-ancestry PRS methods adapted for trans-ancestry prediction. PRS trained in the UK Biobank are then validated out-of-cohort in the independent Mount Sinai (New York) Bio Me Biobank. Simulations reveal that BridgePRS performance, relative to PRS-CSx , increases as uncertainty increases: with lower heritability, higher polygenicity, greater between-population genetic diversity, and when causal variants are not present in the data. Our simulation results are consistent with real data analyses in which BridgePRS has better predictive accuracy in African ancestry samples, especially in out-of-cohort prediction (into Bio Me ), which shows a 60% boost in mean R 2 compared to PRS-CSx ( P = 2 × 10 −6 ). BridgePRS performs the full PRS analysis pipeline, is computationally efficient, and is a powerful method for deriving PRS in diverse and under-represented ancestry populations.

Background: Major depressive disorder (MDD) has a high personal and socio-economic burden and more than 60% of patients fail to achieve remission with the first antidepressant. The biological mechanisms behind antidepressant response are only partially known but genetic factors play a relevant role. A combined predictor across genetic variants may be useful to investigate this complex trait. Methods: Polygenic risk scores (PRS) were used to estimate multi-allelic contribution to: 1) antidepressant efficacy; 2) its overlap with MDD and schizophrenia. We constructed PRS and tested whether these predicted symptom improvement or remission from the GENDEP study (n=736) to the STAR*D study (n=1409) and vice-versa, including the whole sample or only patients treated with escitalopram or citalopram. Using summary statistics from Psychiatric Genomics Consortium for MDD and schizophrenia, we tested whether PRS from these disorders predicted symptom improvement in GENDEP, STAR*D, and five further studies (n=3756). Results: No significant prediction of antidepressant efficacy was obtained from PRS in GENDEP/STAR*D but this analysis might have been underpowered. There was no evidence of overlap in the genetics of antidepressant response with either MDD or schizophrenia, either in individual studies or a meta-analysis. Stratifying by antidepressant did not alter the results. Discussion: We identified no significant predictive effect using PRS between pharmacogenetic studies. The genetic liability to MDD or schizophrenia did not predict response to antidepressants, suggesting differences between the genetic component of depression and treatment response. Larger or more homogeneous studies will be necessary to obtain a polygenic predictor of antidepressant response.

ABSTRACT To facilitate smoking genetics research we determined whether a screen of mutagenized zebrafish for nicotine preference could predict loci affecting smoking behaviour. Of 30 ENU mutagenized families screened, two showed increased or decreased nicotine preference. Out of 25 inactivating mutations in the families, one in the slit3 gene segregated with increased nicotine preference in heterozygous individuals. Focussed SNP analysis of the human SLIT3 locus in cohorts from UK (n=863) and Finland (n=1715) identified two variants that predict cigarette consumption and likelihood of cessation. Characterisation of slit3 mutant larvae and adult fish revealed decreased sensitivity to the dopaminergic and serotonergic antagonist amisulpride, known to affect startle reflex that is correlated with addiction in humans, and increased htr1aa mRNA expression in mutant larvae. No effect on neuronal pathfinding was detected. These findings reveal a role for SLIT3 in development of pathways affecting responses to nicotine in zebrafish and smoking in humans.

Abstract Synthetic cannabinoids can cause acute adverse psychological effects, but the potential impact when exposure happens before birth is unknown. Use of synthetic cannabinoids during pregnancy may affect fetal brain development, and such effects could be moderated by the genetic makeup of an individual. Disrupted in schizophrenia 1 ( DISC1 ) is a gene with important roles in neurodevelopment which has been associated with psychiatric disorders in pedigree analyses. Using zebrafish as a model, we investigated (1) the behavioral impact of developmental exposure to JWH-018 (a common psychoactive synthetic cannabinoid) and (2) whether disc1 moderates the effects of JWH-018. As altered anxiety responses are seen in a several psychiatric disorders, we focused on zebrafish anxiety-like behavior. Zebrafish embryos were exposed to JWH-018 from one to six days post-fertilization. Anxiety-like behavior was assessed using forced light/dark and acoustic startle assays in larvae, and novel tank diving in adults. Compared to controls, developmentally exposed zebrafish larvae had impaired locomotion during the forced light/dark test, but anxiety levels and response to startle stimuli was unaltered. Adult zebrafish developmentally exposed to JWH-018 spent less time on the bottom of the tank, suggesting decreased anxiety. Loss-of-function in disc1 increased anxiety but did not alter sensitivity to JWH-018. Results suggest developmental exposure to JWH-018 has behavioral impact in zebrafish, which is not moderated by disc1 .