ABSTRACT Cognitive skills are a strong predictor of a wide range of later life outcomes. Genetic and epigenetic associations across the genome explain some of the variation in general cognitive abilities in the general population and it is plausible that epigenetic associations might arise from prenatal environmental exposures and/or genetic variation early in life. We investigated the association between cord blood DNA methylation at birth and cognitive skills assessed in children from eight pregnancy cohorts (N=2196-3798) within the Pregnancy And Childhood Epigenetics (PACE) Consortium across overall, verbal and non-verbal cognitive scores. The associations at single CpG sites were weak for all of the cognitive domains investigated. One region near DUSP22 on chromosome 6 was associated with non-verbal cognition in a model adjusted for maternal IQ. We conclude that there is little evidence to support the idea that cord blood DNA methylation at single CpGs can predict cognitive skills and further studies are needed to confirm regional differences.

Abstract DNA methylation profiles of aggressive behavior may capture lifetime cumulative effects of genetic, stochastic, and environmental influences associated with aggression. Here, we report the first large meta-analysis of epigenome-wide association studies (EWAS) of aggressive behavior (N=15,324 participants). In peripheral blood samples of 14,434 participants from 18 cohorts with mean ages ranging from 7 to 68 years, 13 methylation sites were significantly associated with aggression (alpha=1.2×10 −7 ; Bonferroni correction). In cord blood samples of 2,425 children from five cohorts with aggression assessed at mean ages ranging from 4 to 7 years, 83% of these sites showed the same direction of association with childhood aggression ( r =0.74, p=0.006) but no epigenome-wide significant sites were found. Top-sites (48 at a false discovery rate of 5% in the peripherl blood meta-analysis or in a combined meta-analysis of peripheral blood and cord blood) have been associated with chemical exposures, smoking, cognition, metabolic traits, and genetic variation (mQTLs). Three genes whose expression levels were associated with top-sites were previously linked to schizophrenia and general risk tolerance. At six CpGs, DNA methylation variation in blood mirrors variation in the brain. On average 44% (range=3-82%) of the aggression–methylation association was explained by current and former smoking and BMI. These findings point at loci that are sensitive to chemical exposures with potential implications for neuronal functions. We hope these results to be a starting point for studies leading to applications as peripheral biomarkers and to reveal causal relationships with aggression and related traits.

Background Therapeutic sleep deprivation (SD) rapidly induces robust, transient antidepressant effects in a large proportion of major mood disorder patients suffering from a depressive episode, but underlying biological factors remain poorly understood. Research suggests that these patients may have altered circadian molecular genetic ‘clocks’ and that SD functions through ‘resetting’ dysregulated genes; additional factors may be involved, warranting further investigation. Leveraging advances in microarray technology enabling the transcriptome-wide assessment of gene expression, this study aimed to examine gene expression changes accompanying SD and recovery sleep in patients suffering from an episode of depression.Methods Patients (N=78) and controls (N=15) underwent SD, with blood taken at the same time of day before, after one night of SD and after recovery sleep. A transcriptome-wide gene-by-gene approach was used, with a targeted look also taken at circadian genes. Furthermore, gene set enrichment, and longitudinal gene set analyses including the time point after recovery sleep, were conducted.Results Circadian genes were significantly affected by SD, with patterns suggesting that molecular clocks of responders and non-responders, as well as patients and controls respond differently to chronobiologic stimuli. Notably, gene set analyses revealed a strong widespread effect of SD on pathways involved in immune function and inflammatory response, such as those involved in cytokine and especially in interleukin signalling. Longitudinal gene set analyses showed that in responders these pathways were upregulated after SD; in non-responders, little response was observed.Conclusions Our findings emphasize the close relationship between circadian, immune and sleep systems and their link to etiology of depression at the transcriptomic level.