Sequence variants, including the ε4 allele of apolipoprotein E, have been associated with the risk of the common late-onset form of Alzheimer's disease. Few rare variants affecting the risk of late-onset Alzheimer's disease have been found.

Mutations generate sequence diversity and provide a substrate for selection. The rate of de novo mutations is therefore of major importance to evolution. Here we conduct a study of genome-wide mutation rates by sequencing the entire genomes of 78 Icelandic parent–offspring trios at high coverage. We show that in our samples, with an average father’s age of 29.7, the average de novo mutation rate is 1.20 × 10−8 per nucleotide per generation. Most notably, the diversity in mutation rate of single nucleotide polymorphisms is dominated by the age of the father at conception of the child. The effect is an increase of about two mutations per year. An exponential model estimates paternal mutations doubling every 16.5 years. After accounting for random Poisson variation, father’s age is estimated to explain nearly all of the remaining variation in the de novo mutation counts. These observations shed light on the importance of the father’s age on the risk of diseases such as schizophrenia and autism. Whole-genome sequencing of 78 Icelandic parent–offspring trios is used to study the de novo mutation rate at the genome-wide level; the rate is shown to increase by about two mutations a year as a function of the increasing age of the father at conception, highlighting the importance of father’s age on the risk of diseases such as autism and schizophrenia. De novo mutations are important both as sources of diversity in evolution and for their immediate impact on diseases. Scientists at deCODE genetics and their colleagues have used whole-genome sequencing data from 78 Icelandic parent–offspring trios to study mutation rates in humans at the genome-wide level. They find that diversity in the mutation rate of single nucleotide polymorphisms is dominated by the age of the father at the time a child is conceived. For each year increase in the father's age at conception, the number of mutations increases by about two, and once the effects of random variation are accounted for the father's age is estimated to explain almost all of the remaining variation in the de novo mutation counts. Furthermore, the results show that demographic transitions that affect the age at which males reproduce can have a considerable effect on the rate of mutations, and consequently on the risk of diseases such as schizophrenia and autism.

Mark McCarthy and colleagues identify twelve new risk loci for type 2 diabetes through a large-scale genome-wide association and replication study in individuals of European ancestry. The identified loci affect both beta-cell function and insulin action and are enriched for genes involved in cell cycle regulation. By combining genome-wide association data from 8,130 individuals with type 2 diabetes (T2D) and 38,987 controls of European descent and following up previously unidentified meta-analysis signals in a further 34,412 cases and 59,925 controls, we identified 12 new T2D association signals with combined P < 5 × 10−8. These include a second independent signal at the KCNQ1 locus; the first report, to our knowledge, of an X-chromosomal association (near DUSP9); and a further instance of overlap between loci implicated in monogenic and multifactorial forms of diabetes (at HNF1A). The identified loci affect both beta-cell function and insulin action, and, overall, T2D association signals show evidence of enrichment for genes involved in cell cycle regulation. We also show that a high proportion of T2D susceptibility loci harbor independent association signals influencing apparently unrelated complex traits.

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, de novo (spontaneous) copy number variants are reported on chromosomes 1 and 15. Reduced fecundity, associated with severe mental disorders1, places negative selection pressure on risk alleles and may explain, in part, why common variants have not been found that confer risk of disorders such as autism2, schizophrenia3 and mental retardation4. Thus, rare variants may account for a larger fraction of the overall genetic risk than previously assumed. In contrast to rare single nucleotide mutations, rare copy number variations (CNVs) can be detected using genome-wide single nucleotide polymorphism arrays. This has led to the identification of CNVs associated with mental retardation4,5 and autism2. In a genome-wide search for CNVs associating with schizophrenia, we used a population-based sample to identify de novo CNVs by analysing 9,878 transmissions from parents to offspring. The 66 de novo CNVs identified were tested for association in a sample of 1,433 schizophrenia cases and 33,250 controls. Three deletions at 1q21.1, 15q11.2 and 15q13.3 showing nominal association with schizophrenia in the first sample (phase I) were followed up in a second sample of 3,285 cases and 7,951 controls (phase II). All three deletions significantly associate with schizophrenia and related psychoses in the combined sample. The identification of these rare, recurrent risk variants, having occurred independently in multiple founders and being subject to negative selection, is important in itself. CNV analysis may also point the way to the identification of additional and more prevalent risk variants in genes and pathways involved in schizophrenia.

The cause of schizophrenia is unknown, but it has a significant genetic component. Pharmacologic studies, studies of gene expression in man, and studies of mouse mutants suggest involvement of glutamate and dopamine neurotransmitter systems. However, so far, strong association has not been found between schizophrenia and variants of the genes encoding components of these systems. Here, we report the results of a genomewide scan of schizophrenia families in Iceland; these results support previous work, done in five populations, showing that schizophrenia maps to chromosome 8p. Extensive fine-mapping of the 8p locus and haplotype-association analysis, supplemented by a transmission/disequilibrium test, identifies neuregulin 1 (NRG1) as a candidate gene for schizophrenia. NRG1 is expressed at central nervous system synapses and has a clear role in the expression and activation of neurotransmitter receptors, including glutamate receptors. Mutant mice heterozygous for either NRG1 or its receptor, ErbB4, show a behavioral phenotype that overlaps with mouse models for schizophrenia. Furthermore, NRG1 hypomorphs have fewer functional NMDA receptors than wild-type mice. We also demonstrate that the behavioral phenotypes of the NRG1 hypomorphs are partially reversible with clozapine, an atypical antipsychotic drug used to treat schizophrenia.

Based on its symptoms, schizophrenia has been considered a discrete disease, and yet genome-wide association studies for copy number variations (CNVs) associated with the disease have revealed that some CNVs confer high relative risk of schizophrenia but also of other psychiatric disorders. But CNVs can affect several genes. Now, a genome-wide association of single nucleotide polymorphisms (SNPs) using data from several large genome-wide scans reveals significant associations to individual loci that implicate immunity, brain development, memory and cognition in predisposition to schizophrenia. Here, in the first of three papers on the genetics of schizophrenia, a genome-wide association study of single nucleotide polymorphisms using data from several large genome-wide scans reveals significant associations to individual loci that implicate perturbations in immunity, brain development, memory and cognition in the predisposition to schizophrenia. Schizophrenia is a complex disorder, caused by both genetic and environmental factors and their interactions. Research on pathogenesis has traditionally focused on neurotransmitter systems in the brain, particularly those involving dopamine. Schizophrenia has been considered a separate disease for over a century, but in the absence of clear biological markers, diagnosis has historically been based on signs and symptoms. A fundamental message emerging from genome-wide association studies of copy number variations (CNVs) associated with the disease is that its genetic basis does not necessarily conform to classical nosological disease boundaries. Certain CNVs confer not only high relative risk of schizophrenia but also of other psychiatric disorders1,2,3. The structural variations associated with schizophrenia can involve several genes and the phenotypic syndromes, or the ‘genomic disorders’, have not yet been characterized4. Single nucleotide polymorphism (SNP)-based genome-wide association studies with the potential to implicate individual genes in complex diseases may reveal underlying biological pathways. Here we combined SNP data from several large genome-wide scans and followed up the most significant association signals. We found significant association with several markers spanning the major histocompatibility complex (MHC) region on chromosome 6p21.3-22.1, a marker located upstream of the neurogranin gene (NRGN) on 11q24.2 and a marker in intron four of transcription factor 4 (TCF4) on 18q21.2. Our findings implicating the MHC region are consistent with an immune component to schizophrenia risk, whereas the association with NRGN and TCF4 points to perturbation of pathways involved in brain development, memory and cognition.

The global endemic of cardiovascular diseases calls for improved risk assessment and treatment. Here, we describe an association between myocardial infarction (MI) and a common sequence variant on chromosome 9p21. This study included a total of 4587 cases and 12,767 controls. The identified variant, adjacent to the tumor suppressor genes CDKN2A and CDKN2B , was associated with the disease with high significance. Approximately 21% of individuals in the population are homozygous for this variant, and their estimated risk of suffering myocardial infarction is 1.64 times as great as that of noncarriers. The corresponding risk is 2.02 times as great for early-onset cases. The population attributable risk is 21% for MI in general and 31% for early-onset cases.