Abstract Sleep is an essential human function but its regulation is poorly understood. Using accelerometer data from 85,670 UK Biobank participants, we perform a genome-wide association study of 8 derived sleep traits representing sleep quality, quantity and timing, and validate our findings in 5,819 individuals. We identify 47 genetic associations at P < 5 × 10 −8 , of which 20 reach a stricter threshold of P < 8 × 10 −10 . These include 26 novel associations with measures of sleep quality and 10 with nocturnal sleep duration. The majority of identified variants associate with a single sleep trait, except for variants previously associated with restless legs syndrome. For sleep duration we identify a missense variant (p.Tyr727Cys) in PDE11A as the likely causal variant. As a group, sleep quality loci are enriched for serotonin processing genes. Although accelerometer-derived measures of sleep are imperfect and may be affected by restless legs syndrome, these findings provide new biological insights into sleep compared to previous efforts based on self-report sleep measures.

Dietary composition has been associated with sleep indexes. However, most of the evidence is based on cross-sectional data, and studies in young children are lacking.The aim of this study was to explore the longitudinal associations of macronutrient composition of the diet with sleep duration and consolidation (number of awakenings) in infancy and early childhood.The study was performed in 3465 children from the Generation R Study, a population-based cohort study in the Netherlands. Mothers reported their child's food intake at 13 mo of age by using a validated food-frequency questionnaire and their child's sleep patterns at 2 and 3 y of age. We used nutrient substitution models to assess the associations of relative macronutrient intakes with sleep indexes and adjusted the models for sociodemographic and lifestyle factors.Isocaloric substitution of fat intake by protein or carbohydrate in infancy was associated with longer total sleep duration at 2 but not 3 y of age. For each 5% increase in energy intake of either protein or carbohydrate at the expense of fat, sleep duration at 2 y of age was longer by 6 min (95% CI: 0.4, 12 min) and 4 min (95% CI: 2, 6 min), respectively. Further exploration of macronutrient subtypes indicated no consistent differences between saturated or unsaturated fat and that intake of plant compared with animal protein or Trp did not explain the association of higher total protein intake with longer sleep duration at 2 y of age. Replacing unsaturated with saturated fat was associated with 7 min (95% CI: -13, -1 min) shorter total sleep duration at 3 y of age. Macronutrient intakes were not associated with sleep consolidation.Our results suggest that the macronutrient composition of the diet is associated with sleep duration in young children. Future research should further study the causality of this association and explore the underlying mechanisms.

Sleep is an essential human function but its regulation is poorly understood. Identifying genetic variants associated with quality, quantity and timing of sleep will provide biological insights into the regulation of sleep and potential links with disease. Using accelerometer data from 85,670 individuals in the UK Biobank, we performed a genome-wide association study of 8 accelerometer-derived sleep traits. We identified 47 genetic associations across the sleep traits (P<5x10-8) and replicated our findings in 5,819 individuals from 3 independent studies. These included 10 novel associations for sleep duration and 26 for sleep quality. Most newly identified variants were associated with a single sleep trait, but variants previously associated with restless legs syndrome were observed to be associated with multiple sleep traits. As a group, sleep quality loci were enriched for serotonin processing genes and all sleep traits were enriched for cerebellar-expressed genes. These findings provide new biological insights into sleep characteristics.