Intelligence is highly heritable1 and a major determinant of human health and well-being2. Recent genome-wide meta-analyses have identified 24 genomic loci linked to variation in intelligence3-7, but much about its genetic underpinnings remains to be discovered. Here, we present a large-scale genetic association study of intelligence (n = 269,867), identifying 205 associated genomic loci (190 new) and 1,016 genes (939 new) via positional mapping, expression quantitative trait locus (eQTL) mapping, chromatin interaction mapping, and gene-based association analysis. We find enrichment of genetic effects in conserved and coding regions and associations with 146 nonsynonymous exonic variants. Associated genes are strongly expressed in the brain, specifically in striatal medium spiny neurons and hippocampal pyramidal neurons. Gene set analyses implicate pathways related to nervous system development and synaptic structure. We confirm previous strong genetic correlations with multiple health-related outcomes, and Mendelian randomization analysis results suggest protective effects of intelligence for Alzheimer's disease and ADHD and bidirectional causation with pleiotropic effects for schizophrenia. These results are a major step forward in understanding the neurobiology of cognitive function as well as genetically related neurological and psychiatric disorders.

The role of the mitochondria in disease, general health and aging has drawn much attention over the years. Several attempts have been made to describe how the numbers of mitochondria correlate with age, although with inconclusive results. In this study, the relative quantity of mitochondrial DNA compared to nuclear DNA, i.e. the mitochondrial DNA copy number, was measured by PCR technology and used as a proxy for the content of mitochondria copies. In 1,067 Danish twins and singletons (18–93 years of age), with the majority being elderly individuals, the estimated mean mitochondrial DNA copy number in peripheral blood cells was similar for those 18–48 years of age [mean relative mtDNA content: 61.0; 95 % CI (52.1; 69.9)], but declined by −0.54 mtDNA 95 % CI (−0.63; −0.45) every year for those older than approximately 50 years of age. However, the longitudinal, yearly decline within an individual was more than twice as steep as observed in the cross-sectional analysis [decline of mtDNA content: −1.27; 95 % CI (−1.71; −0.82)]. Subjects with low mitochondrial DNA copy number had poorer outcomes in terms of cognitive performance, physical strength, self-rated health, and higher all-cause mortality than subjects with high mitochondrial DNA copy number, also when age was controlled for. The copy number mortality association can contribute to the smaller decline in a cross-sectional sample of the population compared to the individual, longitudinal decline. This study suggests that high mitochondrial DNA copy number in blood is associated with better health and survival among elderly.

Summary The accumulation of epigenetic changes was proposed to contribute to the age‐related increase in the risk of most common diseases. In this study on 230 monozygotic twin pairs (MZ pairs), aged 18–89 years, we investigated the occurrence of epigenetic changes over the adult lifespan. Using mass spectrometry, we investigated variation in global (LINE1) DNA methylation and in DNA methylation at INS , KCNQ1OT1 , IGF2 , GNASAS , ABCA1 , LEP , and CRH , candidate loci for common diseases. Except for KCNQ1OT1 , interindividual variation in locus‐specific DNA methylation was larger in old individuals than in young individuals, ranging from 1.2‐fold larger at ABCA1 ( P = 0.010) to 1.6‐fold larger at INS ( P = 3.7 × 10 −07 ). Similarly, there was more within‐MZ‐pair discordance in old as compared with young MZ pairs, except for GNASAS , ranging from an 8% increase in discordance each decade at CRH ( P = 8.9 × 10 −06 ) to a 16% increase each decade at LEP ( P = 2.0 × 10 −08 ). Still, old MZ pairs with strikingly similar DNA methylation were also observed at these loci. After 10‐year follow‐up in elderly twins, the variation in DNA methylation showed a similar pattern of change as observed cross‐sectionally. The age‐related increase in methylation variation was generally attributable to unique environmental factors, except for CRH, for which familial factors may play a more important role. In conclusion, sustained epigenetic differences arise from early adulthood to old age and contribute to an increasing discordance of MZ twins during aging.

Leukocyte telomere length, representing the mean length of all telomeres in leukocytes, is ostensibly a bioindicator of human aging. The authors hypothesized that shorter telomeres might forecast imminent mortality in elderly people better than leukocyte telomere length. They performed mortality analysis in 548 same-sex Danish twins (274 pairs) aged 73-94 years, of whom 204 pairs experienced the death of one or both co-twins during 9-10 years of follow-up (1997-2007). From the terminal restriction fragment length (TRFL) distribution, the authors obtained the mean TRFL (mTRFL) and the mean values of the shorter 50% (mTRFL(50)) and shortest 25% (mTRFL(25)) of TRFLs in the distribution and computed the mode of TRFL (MTRFL). They analyzed the proportions of twin pairs in which the co-twin with the shorter telomeres died first. The proportions derived from the intrapair comparisons indicated that the shorter telomeres predicted the death of the first co-twin better than the mTRFL did (mTRFL: 0.56, 95% confidence interval (CI): 0.49, 0.63; mTRFL(50): 0.59, 95% CI: 0.52, 0.66; mTRFL(25): 0.59, 95% CI: 0.52, 0.66; MTRFL: 0.60, 95% CI: 0.53, 0.67). The telomere-mortality association was stronger in years 3-4 than in the rest of the follow-up period, and it grew stronger with increasing intrapair difference in all telomere parameters. Leukocyte telomere dynamics might help explain the boundaries of the human life span.

An epigenetic profile defining the DNA methylation age (DNAm age) of an individual has been suggested to be a biomarker of aging, and thus possibly providing a tool for assessment of health and mortality. In this study, we estimated the DNAm age of 378 Danish twins, age 30–82 years, and furthermore included a 10-year longitudinal study of the 86 oldest-old twins (mean age of 86.1 at follow-up), which subsequently were followed for mortality for 8 years. We found that the DNAm age is highly correlated with chronological age across all age groups (r = 0.97), but that the rate of change of DNAm age decreases with age. The results may in part be explained by selective mortality of those with a high DNAm age. This hypothesis was supported by a classical survival analysis showing a 35% (4–77%) increased mortality risk for each 5-year increase in the DNAm age vs. chronological age. Furthermore, the intrapair twin analysis revealed a more-than-double mortality risk for the DNAm oldest twin compared to the co-twin and a 'dose–response pattern' with the odds of dying first increasing 3.2 (1.05–10.1) times per 5-year DNAm age difference within twin pairs, thus showing a stronger association of DNAm age with mortality in the oldest-old when controlling for familial factors. In conclusion, our results support that DNAm age qualifies as a biomarker of aging.

Intelligence is highly heritable and a major determinant of human health and well-being. Recent genome-wide meta-analyses have identified 24 genomic loci linked to intelligence, but much about its genetic underpinnings remains to be discovered. Here, we present the largest genetic association study of intelligence to date (N=279,930), identifying 206 genomic loci (191 novel) and implicating 1,041 genes (963 novel) via positional mapping, expression quantitative trait locus (eQTL) mapping, chromatin interaction mapping, and gene-based association analysis. We find enrichment of genetic effects in conserved and coding regions and identify 89 nonsynonymous exonic variants. Associated genes are strongly expressed in the brain and specifically in striatal medium spiny neurons and cortical and hippocampal pyramidal neurons. Gene-set analyses implicate pathways related to neurogenesis, neuron differentiation and synaptic structure. We confirm previous strong genetic correlations with several neuropsychiatric disorders, and Mendelian Randomization results suggest protective effects of intelligence for Alzheimer's dementia and ADHD, and bidirectional causation with strong pleiotropy for schizophrenia. These results are a major step forward in understanding the neurobiology of intelligence as well as genetically associated neuropsychiatric traits.

Background. Epigenetic changes may result from the interplay of environmental exposures and genetic influences and contribute to differences in age-related disease, disability, and mortality risk. However, the etiologies contributing to stability and change in DNA methylation have rarely been examined longitudinally. Methods. We considered DNA methylation in whole blood leukocyte DNA across a 10-year span in two samples of same-sex aging twins: (a) Swedish Adoption Twin Study of Aging (SATSA; N = 53 pairs, 53% female; 62.9 and 72.5 years, SD=7.2 years); (b) Longitudinal Study of Aging Danish Twins (LSADT; N = 43 pairs, 72% female, 76.2 and 86.1 years, SD=1.8 years). Joint biometrical analyses were conducted on 358,836 methylation probes in common. Bivariate twin models were fitted, adjusting for age, sex and country. Results. Overall, results suggest genetic contributions to DNA methylation across 358,836 sites tended to be small and lessen across 10 years (broad heritability M=23.8% and 18.0%) but contributed to stability across time while person-specific environments explained emergent influences across the decade. Aging-specific sites identified from prior EWAS and methylation age clocks were more heritable than background sites. The 5,037 sites that showed the greatest heritable/familial influences (p<1E-07) were enriched for immune and inflammation pathways while 2,020 low stability sites showed enrichment in stress-related pathways. Conclusions. Across time, stability in methylation is primarily due to genetic contributions, while novel experiences and exposures contribute to methylation differences. Elevated genetic contributions at age-related methylation sites suggest that adaptions to aging and senescence may be differentially impacted by genetic background.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.