Schizophrenia is a debilitating psychiatric disorder with approximately 1% lifetime risk globally. Large-scale schizophrenia genetic studies have reported primarily on European ancestry samples, potentially missing important biological insights. Here, we report the largest study to date of East Asian participants (22,778 schizophrenia cases and 35,362 controls), identifying 21 genome-wide-significant associations in 19 genetic loci. Common genetic variants that confer risk for schizophrenia have highly similar effects between East Asian and European ancestries (genetic correlation = 0.98 ± 0.03), indicating that the genetic basis of schizophrenia and its biology are broadly shared across populations. A fixed-effect meta-analysis including individuals from East Asian and European ancestries identified 208 significant associations in 176 genetic loci (53 novel). Trans-ancestry fine-mapping reduced the sets of candidate causal variants in 44 loci. Polygenic risk scores had reduced performance when transferred across ancestries, highlighting the importance of including sufficient samples of major ancestral groups to ensure their generalizability across populations.

Polygenic risk scores (PRS) have attenuated cross-population predictive performance. As existing genome-wide association studies (GWAS) have been conducted predominantly in individuals of European descent, the limited transferability of PRS reduces their clinical value in non-European populations, and may exacerbate healthcare disparities. Recent efforts to level ancestry imbalance in genomic research have expanded the scale of non-European GWAS, although most remain underpowered. Here, we present a new PRS construction method, PRS-CSx, which improves cross-population polygenic prediction by integrating GWAS summary statistics from multiple populations. PRS-CSx couples genetic effects across populations via a shared continuous shrinkage (CS) prior, enabling more accurate effect size estimation by sharing information between summary statistics and leveraging linkage disequilibrium diversity across discovery samples, while inheriting computational efficiency and robustness from PRS-CS. We show that PRS-CSx outperforms alternative methods across traits with a wide range of genetic architectures, cross-population genetic overlaps and discovery GWAS sample sizes in simulations, and improves the prediction of quantitative traits and schizophrenia risk in non-European populations. PRS-CSx is a polygenic risk score construction method that improves cross-population polygenic prediction by integrating GWAS summary statistics from multiple populations.

Author summary Schizophrenia is a severe psychiatric disorder with a lifetime risk of about 1% world-wide. Most large schizophrenia genetic studies have studied people of primarily European ancestry, potentially missing important biological insights. Here we present a study of East Asian participants (22,778 schizophrenia cases and 35,362 controls), identifying 21 genome-wide significant schizophrenia associations in 19 genetic loci. Over the genome, the common genetic variants that confer risk for schizophrenia have highly similar effects in those of East Asian and European ancestry (r g =0.98), indicating for the first time that the genetic basis of schizophrenia and its biology are broadly shared across these world populations. A fixed-effect meta-analysis including individuals from East Asian and European ancestries revealed 208 genome-wide significant schizophrenia associations in 176 genetic loci (53 novel). Trans-ancestry fine-mapping more precisely isolated schizophrenia causal alleles in 70% of these loci. Despite consistent genetic effects across populations, polygenic risk models trained in one population have reduced performance in the other, highlighting the importance of including all major ancestral groups with sufficient sample size to ensure the findings have maximum relevance for all populations.

Multiple mRNA isoforms can be generated from a single gene locus through alternative splicing. Abnormality in alternative splicing has been linked to many human disorders. Here using RNA-seq data from 48 tissues from GTEx v7 release and summary statistics from GWAS of complex diseases and traits, we present a study to identify genomic variants regulating junction-skipping with the goal to understand their contribution to complex diseases and traits. For each tissue, we found 48 - 575 junction-skipping events regulated by genomic variants. We performed fine-mapping on both the junction-skipping association and 23 complex disease and trait associations and mapped them to 95% credible sets. We found 13 - 279 junction-skipping regulations were mapped to a credible set with ≤5 variants. On the genome-wide scale, we noted a clear disease-tissue specificity. Results from this approach provided critical insights into the functional mechanism of the genetic disease associations and contributed to our understanding of the genetic architecture of human complex disorders.

A deception tracking system based on optical hidden visual code is proposed. The system uses visual cryptography to decompose the secret image into a number of realistic masked images, which can be used to conceal the secret information. One of the masked images is embedded with a fragile watermark to ensure that it is not modified, and the image is used as an inspection key to verify the other images, and the inspection key is transmitted separately. The rest of the camouflaged image is hidden in the phase key using the phase recovery algorithm, which has good invisibility during transmission. If the pixel arrangement of the masked image is tampered with by a dishonest participant, it is called a fraudulent image. Each phase key is distributed to different participants to ensure that the corresponding deceiver can be found when the spoofing image is traced. In the extraction process, only the diffraction transformation of the phase key is needed to obtain the mask image. During the inspection, the inspection key is incoherently superimposed with any masking image, and the condition of whether the verification image appears is that the masking image is tampered with, so as to achieve the purpose of deception tracking. The secret image can be obtained by incoherently superimposed between the masking image and the inspection key whose number is greater than or equal to the threshold k. The inspection key is superimposed with any masked image, and if there is a spoofed image, no verification image will appear, and eventually no secret image will be recovered. If there is no spoofed image, the verification image appears, and the secret image can be recovered by overlaying all the images. The system can be used to track internal fraudsters when actual information is transmitted by invisible visual cryptography.

ABSTRACT Recurrent proximal 16p11.2 deletion (16p11.2del) is risk factor of diverse neurodevelopmental disorders (NDDs) with variable penetrance. Although previous human induced pluripotent stem cell (hiPSC) models of 16p11.2del confirmed disrupted neuron development, it is not known which gene(s) at this interval are mainly responsible for the abnormal cellular phenotypes and how the NDD penetrance is regulated. After haplotype phasing of 16p11.2 region, we generated hiPSCs for two 16p11.2del families with distinct residual haplotypes and variable NDD phenotypes. We also differentiated the hiPSCs to cortical neural cells and demonstrated MAPK3 as a driver signal of 16p11.2 region contributing to the dysfunctions in multiple pathways related to neuron development, which leads to altered morphological or electrophysiological properties in neuron cells. Furthermore, residual haplotype-specific MAPK3 expression was identified in 16p11.2del neuron cells, associating MAPK3 down-expression with the minor allele of the residual haplotype. Ten SNPs of the residual haplotype are mapped as enhancer SNPs (enSNPs) of MAPK3 , eight enSNPs were functionally validated by luciferase assays, implying enSNPs contribute to residual haplotype-specific MAPK3 expression via cis-regulation. Finally, the analyses of three different patient cohorts showed that the residual haplotype of 16p11.2del is associated with variable NDD phenotypes.

In recent years, with the continuous development of computer technology, it has brought convenience to people to obtain image information. However, at the same time, the falsification and theft of image information have also emerged, so information security has received increasing attention. When images are used for medicine, military, court, and other purposes, it is necessary to ensure the authenticity and integrity of the image content. Fragile watermarks are used to verify the authenticity and integrity of image content due to their sensitivity to tampering. The watermark information is embedded in the image and integrated with the image. When it is necessary to detect the authenticity and integrity of image information, the extracted watermark can be used to determine whether the image is reliable and complete. Therefore, we propose an optical color fragile watermarking system based on pixel-free expansion visual cryptography. On the one hand, encoding watermark images by using pixel-free expansion visual cryptography avoids pixel expansion issues caused by visual cryptography, allowing for the selection of color host images with the same pixel size as the watermark image in the future, greatly reducing the network bandwidth and storage space occupied during transmission. On the other hand, phase recovery algorithm is used to process the encoded watermark image to obtain phase information for embedding into the host image, further improving the security of the watermark image in an optical way. The feasibility and imperceptibility of the proposed optical color fragile watermark are verified through computer simulation, and its good fragility is verified through a series of simulation attack experiments. It can sensitively detect image tampering in the face of common attacks such as noise pollution, rotation, motion blur processing, filtering, etc.

Abstract We propose an optical information hiding system with pixel-free expansion visual cryptography(PEVC). In the optical concealment process, initially, a PEVC scheme is utilized to encode the secret image. This approach generates visual keys of the same size as the secret image, addressing the pixel expansion issue inherent in visual cryptography encoding schemes. As a result, it significantly reduces both storage space requirements and the network bandwidth occupied during the transmission process and exhibits a higher hidden capacity. Furthermore, PEVC is combined with the optical phase retrieval algorithm for hiding, embedding the visual keys into the phase keys. In this process, wavelength and diffraction distance are introduced as keys, enhancing the security of the system. The phase keys can be fabricated into diffractive optical elements for physical preservation and transmission in tangible form. Simulation experiments and optical experimental results indicate that the system is applicable in practical scenarios and possesses excellent security and exhibits a higher hidden capacity.