Given the importance of Africa to studies of human origins and disease susceptibility, detailed characterization of African genetic diversity is needed. The African Genome Variation Project provides a resource with which to design, implement and interpret genomic studies in sub-Saharan Africa and worldwide. The African Genome Variation Project represents dense genotypes from 1,481 individuals and whole-genome sequences from 320 individuals across sub-Saharan Africa. Using this resource, we find novel evidence of complex, regionally distinct hunter-gatherer and Eurasian admixture across sub-Saharan Africa. We identify new loci under selection, including loci related to malaria susceptibility and hypertension. We show that modern imputation panels (sets of reference genotypes from which unobserved or missing genotypes in study sets can be inferred) can identify association signals at highly differentiated loci across populations in sub-Saharan Africa. Using whole-genome sequencing, we demonstrate further improvements in imputation accuracy, strengthening the case for large-scale sequencing efforts of diverse African haplotypes. Finally, we present an efficient genotype array design capturing common genetic variation in Africa.

Abstract A major challenge of genome-wide association studies (GWAS) is to translate phenotypic associations into biological insights. Here, we integrate a large GWAS on blood lipids involving 1.6 million individuals from five ancestries with a wide array of functional genomic datasets to discover regulatory mechanisms underlying lipid associations. We first prioritize lipid-associated genes with expression quantitative trait locus (eQTL) colocalizations, and then add chromatin interaction data to narrow the search for functional genes. Polygenic enrichment analysis across 697 annotations from a host of tissues and cell types confirms the central role of the liver in lipid levels, and highlights the selective enrichment of adipose-specific chromatin marks in high-density lipoprotein cholesterol and triglycerides. Overlapping transcription factor (TF) binding sites with lipid-associated loci identifies TFs relevant in lipid biology. In addition, we present an integrative framework to prioritize causal variants at GWAS loci, producing a comprehensive list of candidate causal genes and variants with multiple layers of functional evidence. Two prioritized genes, CREBRF and RRBP1 , show convergent evidence across functional datasets supporting their roles in lipid biology.

Abstract South Eastern Bantu-speaking (SEB) groups constitute more than 80% of the population in South Africa. Despite clear linguistic and geographic diversity, the genetic differences between these groups have not been systematically investigated. Based on genome-wide data of over 5000 individuals, representing eight major SEB groups, we provide strong evidence for fine-scale population structure that broadly aligns with geographic distribution and is also congruent with linguistic phylogeny (separation of Nguni, Sotho-Tswana and Tsonga speakers). Although differential Khoe-San admixture plays a key role, the structure persists after Khoe-San ancestry-masking. The timing of admixture, levels of sex-biased gene flow and population size dynamics also highlight differences in the demographic histories of individual groups. The comparisons with five Iron Age farmer genomes further support genetic continuity over ∼400 years in certain regions of the country. Simulated trait genome-wide association studies further show that the observed population structure could have major implications for biomedical genomics research in South Africa.