The goal of the International HapMap Project is to determine the common patterns of DNA sequence variation in the human genome and to make this information freely available in the public domain. An international consortium is developing a map of these patterns across the genome by determining the genotypes of one million or more sequence variants, their frequencies and the degree of association between them, in DNA samples from populations with ancestry from parts of Africa, Asia and Europe. The HapMap will allow the discovery of sequence variants that affect common disease, will facilitate development of diagnostic tools, and will enhance our ability to choose targets for therapeutic intervention.

Nicotine dependence is one of the world's leading causes of preventable death. To discover genetic variants that influence risk for nicotine dependence, we targeted over 300 candidate genes and analyzed 3713 single nucleotide polymorphisms (SNPs) in 1050 cases and 879 controls. The Fagerström test for nicotine dependence (FTND) was used to assess dependence, in which cases were required to have an FTND of 4 or more. The control criterion was strict: control subjects must have smoked at least 100 cigarettes in their lifetimes and had an FTND of 0 during the heaviest period of smoking. After correcting for multiple testing by controlling the false discovery rate, several cholinergic nicotinic receptor genes dominated the top signals. The strongest association was from an SNP representing CHRNB3 , the β3 nicotinic receptor subunit gene ( P = 9.4 × 10 −5 ). Biologically, the most compelling evidence for a risk variant came from a non-synonymous SNP in the α5 nicotinic receptor subunit gene CHRNA5 ( P = 6.4 × 10 −4 ). This SNP exhibited evidence of a recessive mode of inheritance, resulting in individuals having a 2-fold increase in risk of developing nicotine dependence once exposed to cigarette smoking. Other genes among the top signals were KCNJ6 and GABRA4 . This study represents one of the most powerful and extensive studies of nicotine dependence to date and has found novel risk loci that require confirmation by replication studies.

A genome-wide association study was performed to identify genetic factors involved in susceptibility to psoriasis (PS) and psoriatic arthritis (PSA), inflammatory diseases of the skin and joints in humans. 223 PS cases (including 91 with PSA) were genotyped with 311,398 single nucleotide polymorphisms (SNPs), and results were compared with those from 519 Northern European controls. Replications were performed with an independent cohort of 577 PS cases and 737 controls from the U.S., and 576 PSA patients and 480 controls from the U.K.. Strongest associations were with the class I region of the major histocompatibility complex (MHC). The most highly associated SNP was rs10484554, which lies 34.7 kb upstream from HLA-C (P = 7.8x10(-11), GWA scan; P = 1.8x10(-30), replication; P = 1.8x10(-39), combined; U.K. PSA: P = 6.9x10(-11)). However, rs2395029 encoding the G2V polymorphism within the class I gene HCP5 (combined P = 2.13x10(-26) in U.S. cases) yielded the highest ORs with both PS and PSA (4.1 and 3.2 respectively). This variant is associated with low viral set point following HIV infection and its effect is independent of rs10484554. We replicated the previously reported association with interleukin 23 receptor and interleukin 12B (IL12B) polymorphisms in PS and PSA cohorts (IL23R: rs11209026, U.S. PS, P = 1.4x10(-4); U.K. PSA: P = 8.0x10(-4); IL12B:rs6887695, U.S. PS, P = 5x10(-5) and U.K. PSA, P = 1.3x10(-3)) and detected an independent association in the IL23R region with a SNP 4 kb upstream from IL12RB2 (P = 0.001). Novel associations replicated in the U.S. PS cohort included the region harboring lipoma HMGIC fusion partner (LHFP) and conserved oligomeric golgi complex component 6 (COG6) genes on chromosome 13q13 (combined P = 2x10(-6) for rs7993214; OR = 0.71), the late cornified envelope gene cluster (LCE) from the Epidermal Differentiation Complex (PSORS4) (combined P = 6.2x10(-5) for rs6701216; OR 1.45) and a region of LD at 15q21 (combined P = 2.9x10(-5) for rs3803369; OR = 1.43). This region is of interest because it harbors ubiquitin-specific protease-8 whose processed pseudogene lies upstream from HLA-C. This region of 15q21 also harbors the gene for SPPL2A (signal peptide peptidase like 2a) which activates tumor necrosis factor alpha by cleavage, triggering the expression of IL12 in human dendritic cells. We also identified a novel PSA (and potentially PS) locus on chromosome 4q27. This region harbors the interleukin 2 (IL2) and interleukin 21 (IL21) genes and was recently shown to be associated with four autoimmune diseases (Celiac disease, Type 1 diabetes, Grave's disease and Rheumatoid Arthritis).

Objective: A recent study provisionally identified numerous genetic variants as risk factors for the transition from smoking to the development of nicotine dependence, including an amino acid change in the α5 nicotinic cholinergic receptor ( CHRNA5 ). The purpose of this study was to replicate these findings in an independent data set and more thoroughly investigate the role of genetic variation in the cluster of physically linked nicotinic receptors, CHRNA5-CHRNA3-CHRNB4 , and the risk of smoking. Method: Individuals from 219 European American families (N=2,284) were genotyped across this gene cluster to test the genetic association with smoking. The frequency of the amino acid variant (rs16969968) was studied in 995 individuals from diverse ethnic populations. In vitro studies were performed to directly test whether the amino acid variant in the CHRNA5 influences receptor function. Results: A genetic variant marking an amino acid change showed association with the smoking phenotype (p=0.007). This variant is within a highly conserved region across nonhuman species, but its frequency varied across human populations (0% in African populations to 37% in European populations). Furthermore, functional studies demonstrated that the risk allele decreased response to a nicotine agonist. A second independent finding was seen at rs578776 (p=0.003), and the functional significance of this association remains unknown. Conclusions: This study confirms that at least two independent variants in this nicotinic receptor gene cluster contribute to the development of habitual smoking in some populations, and it underscores the importance of multiple genetic variants contributing to the development of common diseases in various populations.

Tobacco use is a leading contributor to disability and death worldwide, and genetic factors contribute in part to the development of nicotine dependence. To identify novel genes for which natural variation contributes to the development of nicotine dependence, we performed a comprehensive genome wide association study using nicotine dependent smokers as cases and non-dependent smokers as controls. To allow the efficient, rapid, and cost effective screen of the genome, the study was carried out using a two-stage design. In the first stage, genotyping of over 2.4 million single nucleotide polymorphisms (SNPs) was completed in case and control pools. In the second stage, we selected SNPs for individual genotyping based on the most significant allele frequency differences between cases and controls from the pooled results. Individual genotyping was performed in 1050 cases and 879 controls using 31 960 selected SNPs. The primary analysis, a logistic regression model with covariates of age, gender, genotype and gender by genotype interaction, identified 35 SNPs with P -values less than 10 −4 (minimum P -value 1.53 × 10 −6 ). Although none of the individual findings is statistically significant after correcting for multiple tests, additional statistical analyses support the existence of true findings in this group. Our study nominates several novel genes, such as Neurexin 1 ( NRXN1 ), in the development of nicotine dependence while also identifying a known candidate gene, the β3 nicotinic cholinergic receptor. This work anticipates the future directions of large-scale genome wide association studies with state-of-the-art methodological approaches and sharing of data with the scientific community.

Liability to alcohol dependence (AD) is heritable, but little is known about its complex polygenic architecture or its genetic relationship with other disorders. To discover loci associated with AD and characterize the relationship between AD and other psychiatric and behavioral outcomes, we carried out the largest genome-wide association study to date of DSM-IV-diagnosed AD. Genome-wide data on 14,904 individuals with AD and 37,944 controls from 28 case–control and family-based studies were meta-analyzed, stratified by genetic ancestry (European, n = 46,568; African, n = 6,280). Independent, genome-wide significant effects of different ADH1B variants were identified in European (rs1229984; P = 9.8 × 10–13) and African ancestries (rs2066702; P = 2.2 × 10–9). Significant genetic correlations were observed with 17 phenotypes, including schizophrenia, attention deficit–hyperactivity disorder, depression, and use of cigarettes and cannabis. The genetic underpinnings of AD only partially overlap with those for alcohol consumption, underscoring the genetic distinction between pathological and nonpathological drinking behaviors. Different functional variants in ADH1B (and elsewhere) in Europeans and Africans strongly affect risk for alcohol dependence. Dependence only partly genetically correlates with consumption, with strong correlations to other psychiatric disorders.

Excessive alcohol consumption is one of the leading causes of preventable death in the United States. Approximately 14% of those who use alcohol meet criteria during their lifetime for alcohol dependence, which is characterized by tolerance, withdrawal, inability to stop drinking, and continued drinking despite serious psychological or physiological problems. We explored genetic influences on alcohol dependence among 1,897 European-American and African-American subjects with alcohol dependence compared with 1,932 unrelated, alcohol-exposed, nondependent controls. Constitutional DNA of each subject was genotyped using the Illumina 1M beadchip. Fifteen SNPs yielded P < 10 −5 , but in two independent replication series, no SNP passed a replication threshold of P < 0.05. Candidate gene GABRA2 , which encodes the GABA receptor α2 subunit, was evaluated independently. Five SNPs at GABRA2 yielded nominal (uncorrected) P < 0.05, with odds ratios between 1.11 and 1.16. Further dissection of the alcoholism phenotype, to disentangle the influence of comorbid substance-use disorders, will be a next step in identifying genetic variants associated with alcohol dependence.

Abstract Genetic association studies have shown the importance of variants in the CHRNA5-CHRNA3-CHRNB4 cholinergic nicotinic receptor subunit gene cluster on chromosome 15q24-25.1 for the risk of nicotine dependence, smoking, and lung cancer in populations of European descent. We have carried out a detailed study of this region using dense genotyping in both European-Americans and African-Americans. We genotyped 75 known single nucleotide polymorphisms (SNPs) and one sequencing-discovered SNP in an African-American sample (N = 710) and in a European-American sample (N = 2,062). Cases were nicotine-dependent and controls were nondependent smokers. The nonsynonymous CHRNA5 SNP rs16969968 is the most significant SNP associated with nicotine dependence in the full sample of 2,772 subjects [P = 4.49 × 10−8; odds ratio (OR), 1.42; 95% confidence interval (CI), 1.25–1.61] as well as in African-Americans only (P = 0.015; OR, 2.04; 1.15–3.62) and in European-Americans only (P = 4.14 × 10−7; OR, 1.40; 1.23–1.59). Other SNPs that have been shown to affect the mRNA levels of CHRNA5 in European-Americans are associated with nicotine dependence in African-Americans but not in European-Americans. The CHRNA3 SNP rs578776, which has a low correlation with rs16969968, is associated with nicotine dependence in European-Americans but not in African-Americans. Less common SNPs (frequency ≤ 5%) are also associated with nicotine dependence. In summary, multiple variants in this gene cluster contribute to nicotine dependence risk, and some are also associated with functional effects on CHRNA5. The nonsynonymous SNP rs16969968, a known risk variant in populations of European-descent, is also significantly associated with risk in African-Americans. Additional SNPs contribute to risk in distinct ways in these two populations. [Cancer Res 2009;69(17):6848–56]

Abstract Liability to alcohol dependence (AD) is heritable, but little is known about its complex polygenic architecture or its genetic relationship with other disorders. To discover loci associated with AD and characterize the relationship between AD and other psychiatric and behavioral outcomes, we carried out the largest GWAS to date of DSM - IV diagnosed AD. Genome - wide data on 14,904 individuals with AD and 37,944 controls from 28 case / control and family - based studies were meta - analyzed, stratified by genetic ancestry (European, N = 46,568; African; N = 6,280). Independent, genome - wide significant effects of different ADH1B variants were identified in European (rs1229984; p = 9.8E - 13) and African ancestries (rs2066702; p = 2.2E - 9). Significant genetic correlations were observed with schizophrenia, ADHD, depression, and use of cigarettes and cannabis. There was only modest genetic correlation with alcohol consumption and inconsistent associations with problem drinking. The genetic underpinnings of AD only partially overlap with those for alcohol consumption, underscoring the genetic distinction between pathological and non - pathological drinking behaviors.

Abstract Many transposable elements (TEs) contain transcription factor binding sites and are implicated as potential regulatory elements. However, TEs are rarely functionally tested for regulatory activity, which in turn limits our understanding of how TE regulatory activity has evolved. We systematically tested the human LTR18A subfamily for regulatory activity using massively parallel reporter assay (MPRA) and found AP-1 and C/EBP-related binding motifs as drivers of enhancer activity. Functional analysis of evolutionarily reconstructed ancestral sequences revealed that LTR18A elements have generally lost regulatory activity over time through sequence changes, with the largest effects occurring due to mutations in the AP-1 and C/EBP motifs. We observed that the two motifs are conserved at higher rates than expected based on neutral evolution. Finally, we identified LTR18A elements as potential enhancers in the human genome, primarily in epithelial cells. Together, our results provide a model for the origin, evolution, and co-option of TE-derived regulatory elements.