A genome-wide association study using the International Schizophrenia Consortium (ISC) data set revealed that common genetic variation underlies risk of schizophrenia. The study identified common variants within the major histocompatibility complex (MHC) locus and provided molecular genetic evidence for a substantial polygenic component to risk of schizophrenia that involved thousands of common alleles of very small effect. These alleles of small effect also contribute to risk of bipolar disorder (BPD). In the second of three papers on the genetics of schizophrenia, a large genome-wide association study looking at common genetic variants underlying the risk of schizophrenia implicates the major histocompatibility complex — and thus, immunity — and provides molecular genetic evidence for a substantial polygenic component to the risk of schizophrenia. The latter involves thousands of common alleles of very small effect that also contribute to the risk of bipolar disorder. Schizophrenia is a severe mental disorder with a lifetime risk of about 1%, characterized by hallucinations, delusions and cognitive deficits, with heritability estimated at up to 80%1,2. We performed a genome-wide association study of 3,322 European individuals with schizophrenia and 3,587 controls. Here we show, using two analytic approaches, the extent to which common genetic variation underlies the risk of schizophrenia. First, we implicate the major histocompatibility complex. Second, we provide molecular genetic evidence for a substantial polygenic component to the risk of schizophrenia involving thousands of common alleles of very small effect. We show that this component also contributes to the risk of bipolar disorder, but not to several non-psychiatric diseases.

The chromosome 9p21 amyotrophic lateral sclerosis-frontotemporal dementia (ALS-FTD) locus contains one of the last major unidentified autosomal-dominant genes underlying these common neurodegenerative diseases. We have previously shown that a founder haplotype, covering the MOBKL2b, IFNK, and C9ORF72 genes, is present in the majority of cases linked to this region. Here we show that there is a large hexanucleotide (GGGGCC) repeat expansion in the first intron of C9ORF72 on the affected haplotype. This repeat expansion segregates perfectly with disease in the Finnish population, underlying 46.0% of familial ALS and 21.1% of sporadic ALS in that population. Taken together with the D90A SOD1 mutation, 87% of familial ALS in Finland is now explained by a simple monogenic cause. The repeat expansion is also present in one-third of familial ALS cases of outbred European descent, making it the most common genetic cause of these fatal neurodegenerative diseases identified to date.

The genetics of schizophrenia and other mental disorders are complex and poorly understood, and made even harder to study because reduced reproduction rates result in negative selection pressure on risk alleles. To date, some copy number variations have been linked to schizophrenia but the studies have been relatively small. Now two independent large-scale genome-wide studies of thousands of patients and controls by two international consortia confirm a previously identified locus but also reveal novel associations. In the first study, a collaboration between SGENE and partners, de novo (spontaneous) copy number variants are reported on chromosomes 1 and 15. In the second study, by the International Schizophrenia Consortium, deletions were also reported on these chromosomes, as was greater overall frequency of copy number variation in the genome. The genetics of schizophrenia and other mental disorders are complex and poorly understood, and made even harder to study due to reduced reproduction resulting in negative selection pressure on risk alleles. Two independent large-scale genome wide studies of thousands of patients and controls by two international consortia confirm a previously identified locus, but also reveal novel associations. In this study, deletions were reported on chromosomes 1 and 15, as well as a greater overall frequency of copy number variation in the genome. Schizophrenia is a severe mental disorder marked by hallucinations, delusions, cognitive deficits and apathy, with a heritability estimated at 73–90% (ref. 1). Inheritance patterns are complex, and the number and type of genetic variants involved are not understood. Copy number variants (CNVs) have been identified in individual patients with schizophrenia2,3,4,5,6,7 and also in neurodevelopmental disorders8,9,10,11, but large-scale genome-wide surveys have not been performed. Here we report a genome-wide survey of rare CNVs in 3,391 patients with schizophrenia and 3,181 ancestrally matched controls, using high-density microarrays. For CNVs that were observed in less than 1% of the sample and were more than 100 kilobases in length, the total burden is increased 1.15-fold in patients with schizophrenia in comparison with controls. This effect was more pronounced for rarer, single-occurrence CNVs and for those that involved genes as opposed to those that did not. As expected, deletions were found within the region critical for velo-cardio-facial syndrome, which includes psychotic symptoms in 30% of patients12. Associations with schizophrenia were also found for large deletions on chromosome 15q13.3 and 1q21.1. These associations have not previously been reported, and they remained significant after genome-wide correction. Our results provide strong support for a model of schizophrenia pathogenesis that includes the effects of multiple rare structural variants, both genome-wide and at specific loci.

Schizophrenia is a common disorder with high heritability and a 10-fold increase in risk to siblings of probands. Replication has been inconsistent for reports of significant genetic linkage. To assess evidence for linkage across studies, rank-based genome scan meta-analysis (GSMA) was applied to data from 20 schizophrenia genome scans. Each marker for each scan was assigned to 1 of 120 30-cM bins, with the bins ranked by linkage scores (1 = most significant) and the ranks averaged across studies (Ravg) and then weighted for sample size ( N[affected cases]). A permutation test was used to compute the probability of observing, by chance, each bin’s average rank (PAvgRnk) or of observing it for a bin with the same place (first, second, etc.) in the order of average ranks in each permutation (Pord). The GSMA produced significant genomewide evidence for linkage on chromosome 2q (PAvgRnk<.000417). Two aggregate criteria for linkage were also met (clusters of nominally significant P values that did not occur in 1,000 replicates of the entire data set with no linkage present): 12 consecutive bins with both PAvgRnk and Pord<.05, including regions of chromosomes 5q, 3p, 11q, 6p, 1q, 22q, 8p, 20q, and 14p, and 19 consecutive bins with Pord<.05, additionally including regions of chromosomes 16q, 18q, 10p, 15q, 6q, and 17q. There is greater consistency of linkage results across studies than has been previously recognized. The results suggest that some or all of these regions contain loci that increase susceptibility to schizophrenia in diverse populations. Schizophrenia is a common disorder with high heritability and a 10-fold increase in risk to siblings of probands. Replication has been inconsistent for reports of significant genetic linkage. To assess evidence for linkage across studies, rank-based genome scan meta-analysis (GSMA) was applied to data from 20 schizophrenia genome scans. Each marker for each scan was assigned to 1 of 120 30-cM bins, with the bins ranked by linkage scores (1 = most significant) and the ranks averaged across studies (Ravg) and then weighted for sample size ( N[affected cases]). A permutation test was used to compute the probability of observing, by chance, each bin’s average rank (PAvgRnk) or of observing it for a bin with the same place (first, second, etc.) in the order of average ranks in each permutation (Pord). The GSMA produced significant genomewide evidence for linkage on chromosome 2q (PAvgRnk<.000417). Two aggregate criteria for linkage were also met (clusters of nominally significant P values that did not occur in 1,000 replicates of the entire data set with no linkage present): 12 consecutive bins with both PAvgRnk and Pord<.05, including regions of chromosomes 5q, 3p, 11q, 6p, 1q, 22q, 8p, 20q, and 14p, and 19 consecutive bins with Pord<.05, additionally including regions of chromosomes 16q, 18q, 10p, 15q, 6q, and 17q. There is greater consistency of linkage results across studies than has been previously recognized. The results suggest that some or all of these regions contain loci that increase susceptibility to schizophrenia in diverse populations.

We aimed to accurately estimate the frequency of a hexanucleotide repeat expansion in C9orf72 that has been associated with a large proportion of cases of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal dementia (FTD).We screened 4448 patients diagnosed with ALS (El Escorial criteria) and 1425 patients with FTD (Lund-Manchester criteria) from 17 regions worldwide for the GGGGCC hexanucleotide expansion using a repeat-primed PCR assay. We assessed familial disease status on the basis of self-reported family history of similar neurodegenerative diseases at the time of sample collection. We compared haplotype data for 262 patients carrying the expansion with the known Finnish founder risk haplotype across the chromosomal locus. We calculated age-related penetrance using the Kaplan-Meier method with data for 603 individuals with the expansion.In patients with sporadic ALS, we identified the repeat expansion in 236 (7·0%) of 3377 white individuals from the USA, Europe, and Australia, two (4·1%) of 49 black individuals from the USA, and six (8·3%) of 72 Hispanic individuals from the USA. The mutation was present in 217 (39·3%) of 552 white individuals with familial ALS from Europe and the USA. 59 (6·0%) of 981 white Europeans with sporadic FTD had the mutation, as did 99 (24·8%) of 400 white Europeans with familial FTD. Data for other ethnic groups were sparse, but we identified one Asian patient with familial ALS (from 20 assessed) and two with familial FTD (from three assessed) who carried the mutation. The mutation was not carried by the three Native Americans or 360 patients from Asia or the Pacific Islands with sporadic ALS who were tested, or by 41 Asian patients with sporadic FTD. All patients with the repeat expansion had (partly or fully) the founder haplotype, suggesting a one-off expansion occurring about 1500 years ago. The pathogenic expansion was non-penetrant in individuals younger than 35 years, 50% penetrant by 58 years, and almost fully penetrant by 80 years.A common Mendelian genetic lesion in C9orf72 is implicated in many cases of sporadic and familial ALS and FTD. Testing for this pathogenic expansion should be considered in the management and genetic counselling of patients with these fatal neurodegenerative diseases.Full funding sources listed at end of paper (see Acknowledgments).

BackgroundLarge, rare chromosomal deletions and duplications known as copy number variants (CNVs) have been implicated in neurodevelopmental disorders similar to attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD). We aimed to establish whether burden of CNVs was increased in ADHD, and to investigate whether identified CNVs were enriched for loci previously identified in autism and schizophrenia.MethodsWe undertook a genome-wide analysis of CNVs in 410 children with ADHD and 1156 unrelated ethnically matched controls from the 1958 British Birth Cohort. Children of white UK origin, aged 5–17 years, who met diagnostic criteria for ADHD or hyperkinetic disorder, but not schizophrenia and autism, were recruited from community child psychiatry and paediatric outpatient clinics. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) were genotyped in the ADHD and control groups with two arrays; CNV analysis was limited to SNPs common to both arrays and included only samples with high-quality data. CNVs in the ADHD group were validated with comparative genomic hybridisation. We assessed the genome-wide burden of large (>500 kb), rare (<1% population frequency) CNVs according to the average number of CNVs per sample, with significance assessed via permutation. Locus-specific tests of association were undertaken for test regions defined for all identified CNVs and for 20 loci implicated in autism or schizophrenia. Findings were replicated in 825 Icelandic patients with ADHD and 35 243 Icelandic controls.FindingsData for full analyses were available for 366 children with ADHD and 1047 controls. 57 large, rare CNVs were identified in children with ADHD and 78 in controls, showing a significantly increased rate of CNVs in ADHD (0·156 vs 0·075; p=8·9×10−5). This increased rate of CNVs was particularly high in those with intellectual disability (0·424; p=2·0×10−6), although there was also a significant excess in cases with no such disability (0·125, p=0·0077). An excess of chromosome 16p13.11 duplications was noted in the ADHD group (p=0·0008 after correction for multiple testing), a finding that was replicated in the Icelandic sample (p=0·031). CNVs identified in our ADHD cohort were significantly enriched for loci previously reported in both autism (p=0·0095) and schizophrenia (p=0·010).InterpretationOur findings provide genetic evidence of an increased rate of large CNVs in individuals with ADHD and suggest that ADHD is not purely a social construct.FundingAction Research; Baily Thomas Charitable Trust; Wellcome Trust; UK Medical Research Council; European Union.

About 35% of patients with 22q11 deletion syndrome (22q11DS), which includes DiGeorge and velocardiofacial syndromes, develops psychiatric disorders, mainly schizophrenia and bipolar disorder. We previously reported that mice carrying a multigene deletion ( Df1 ) that models 22q11DS have reduced prepulse inhibition (PPI), a behavioral abnormality and schizophrenia endophenotype. Impaired PPI is associated with several psychiatric disorders, including those that occur in 22q11DS, and recently, reduced PPI was reported in children with 22q11DS. Here, we have mapped PPI deficits in a panel of mouse mutants that carry deletions that partially overlap with Df1 and have defined a PPI critical region encompassing four genes. We then used single-gene mutants to identify the causative genes. We show that PPI deficits in Df1 /+ mice are caused by haploinsufficiency of two genes, Tbx1 and Gnb1l . Mutation of either gene is sufficient to cause reduced PPI. Tbx1 is a transcription factor, the mutation of which is sufficient to cause most of the physical features of 22q11DS, but the gene had not been previously associated with the behavioral/psychiatric phenotype. A likely role for Tbx1 haploinsufficiency in psychiatric disease is further suggested by the identification of a family in which the phenotypic features of 22q11DS, including psychiatric disorders, segregate with an inactivating mutation of TBX1 . One family member has Asperger syndrome, an autistic spectrum disorder that is associated with reduced PPI. Thus, Tbx1 and Gnb1l are strong candidates for psychiatric disease in 22q11DS patients and candidate susceptibility genes for psychiatric disease in the wider population.

A recent genome-wide association study (GWAS) reported evidence for association between rs1344706 within ZNF804A (encoding zinc-finger protein 804A) and schizophrenia (P=1.61 × 10(-7)), and stronger evidence when the phenotype was broadened to include bipolar disorder (P=9.96 × 10(-9)). In this study we provide additional evidence for association through meta-analysis of a larger data set (schizophrenia/schizoaffective disorder N=18 945, schizophrenia plus bipolar disorder N=21 274 and controls N=38 675). We also sought to better localize the association signal using a combination of de novo polymorphism discovery in exons, pooled de novo polymorphism discovery spanning the genomic sequence of the locus and high-density linkage disequilibrium (LD) mapping. The meta-analysis provided evidence for association between rs1344706 that surpasses widely accepted benchmarks of significance by several orders of magnitude for both schizophrenia (P=2.5 × 10(-11), odds ratio (OR) 1.10, 95% confidence interval 1.07-1.14) and schizophrenia and bipolar disorder combined (P=4.1 × 10(-13), OR 1.11, 95% confidence interval 1.07-1.14). After de novo polymorphism discovery and detailed association analysis, rs1344706 remained the most strongly associated marker in the gene. The allelic association at the ZNF804A locus is now one of the most compelling in schizophrenia to date, and supports the accumulating data suggesting overlapping genetic risk between schizophrenia and bipolar disorder.

Objective: Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) is a common, highly heritable psychiatric disorder. Because of its multifactorial etiology, however, identifying the genes involved has been difficult. The authors followed up on recent findings suggesting that rare copy number variants (CNVs) may be important for ADHD etiology. Method: The authors performed a genome-wide analysis of large, rare CNVs (<1% population frequency) in children with ADHD (N=896) and comparison subjects (N=2,455) from the IMAGE II Consortium. Results: The authors observed 1,562 individually rare CNVs >100 kb in size, which segregated into 912 independent loci. Overall, the rate of rare CNVs >100 kb was 1.15 times higher in ADHD case subjects relative to comparison subjects, with duplications spanning known genes showing a 1.2-fold enrichment. In accordance with a previous study, rare CNVs >500 kb showed the greatest enrichment (1.28-fold). CNVs identified in ADHD case subjects were significantly enriched for loci implicated in autism and in schizophrenia. Duplications spanning the CHRNA7 gene at chromosome 15q13.3 were associated with ADHD in single-locus analysis. This finding was consistently replicated in an additional 2,242 ADHD case subjects and 8,552 comparison subjects from four independent cohorts from the United Kingdom, the United States, and Canada. Presence of the duplication at 15q13.3 appeared to be associated with comorbid conduct disorder. Conclusions: These findings support the enrichment of large, rare CNVs in ADHD and implicate duplications at 15q13.3 as a novel risk factor for ADHD. With a frequency of 0.6% in the populations investigated and a relatively large effect size (odds ratio=2.22, 95% confidence interval=1.5–3.6), this locus could be an important contributor to ADHD etiology.

Summary The age at onset of motor symptoms in Huntington’s disease (HD) is driven by HTT CAG repeat length but modified by other genes. We used exome sequencing of 683 HD patients with extremes of onset or phenotype relative to CAG length to identify rare variants associated with clinical effect. We identified damaging coding variants in candidate modifier genes from prior genome-wide association studies associated with altered HD onset or severity. Variants in FAN1 clustered in its DNA-binding and nuclease domains and were associated predominantly with earlier onset HD. Nuclease activities of these variants correlated with residual age at motor onset of HD. Mutating endogenous FAN1 to a nuclease-inactive form in an induced pluripotent stem cell model of HD led to rates of CAG expansion comparable to those observed with complete FAN1 knock out. Together, these data implicate FAN1 nuclease activity in slowing somatic repeat expansion and hence onset of HD.