Compared to other common complex diseases, it has proved remarkably difficult to establish the genetic basis of blood-pressure elevation. A multi-stage genome-wide association study involving 200,000 individuals of European descent provides some of the missing detail in the genetic picture. The study identified 16 relevant loci, of which only 6 contain genes previously known or suspected to regulate blood pressure. An association was found between hypertension, the thickness of the left ventricular wall, stroke and coronary artery disease, but not kidney disease or kidney function. Comparison with data from more than 75,000 people of East Asian, South Asian and African ancestries confirmed that many of the variants identified in European-ancestry subjects also influence blood pressure in other populations. Blood pressure is a heritable trait1 influenced by several biological pathways and responsive to environmental stimuli. Over one billion people worldwide have hypertension (≥140 mm Hg systolic blood pressure or ≥90 mm Hg diastolic blood pressure)2. Even small increments in blood pressure are associated with an increased risk of cardiovascular events3. This genome-wide association study of systolic and diastolic blood pressure, which used a multi-stage design in 200,000 individuals of European descent, identified sixteen novel loci: six of these loci contain genes previously known or suspected to regulate blood pressure (GUCY1A3–GUCY1B3, NPR3–C5orf23, ADM, FURIN–FES, GOSR2, GNAS–EDN3); the other ten provide new clues to blood pressure physiology. A genetic risk score based on 29 genome-wide significant variants was associated with hypertension, left ventricular wall thickness, stroke and coronary artery disease, but not kidney disease or kidney function. We also observed associations with blood pressure in East Asian, South Asian and African ancestry individuals. Our findings provide new insights into the genetics and biology of blood pressure, and suggest potential novel therapeutic pathways for cardiovascular disease prevention.

Joel Hirschhorn and colleagues report results of a large-scale genome-wide association and replication study for obesity-related traits. The newly discovered loci are enriched for genes expressed in the central nervous system, and may thus contribute to weight gain by modulating food intake. Similar results are reported in a related study by Gudmar Thorleifsson and colleagues. Common variants at only two loci, FTO and MC4R, have been reproducibly associated with body mass index (BMI) in humans. To identify additional loci, we conducted meta-analysis of 15 genome-wide association studies for BMI (n > 32,000) and followed up top signals in 14 additional cohorts (n > 59,000). We strongly confirm FTO and MC4R and identify six additional loci (P < 5 × 10−8): TMEM18, KCTD15, GNPDA2, SH2B1, MTCH2 and NEGR1 (where a 45-kb deletion polymorphism is a candidate causal variant). Several of the likely causal genes are highly expressed or known to act in the central nervous system (CNS), emphasizing, as in rare monogenic forms of obesity, the role of the CNS in predisposition to obesity.

We have genotyped 14,436 nonsynonymous SNPs (nsSNPs) and 897 major histocompatibility complex (MHC) tag SNPs from 1,000 independent cases of ankylosing spondylitis (AS), autoimmune thyroid disease (AITD), multiple sclerosis (MS) and breast cancer (BC). Comparing these data against a common control dataset derived from 1,500 randomly selected healthy British individuals, we report initial association and independent replication in a North American sample of two new loci related to ankylosing spondylitis, ARTS1 and IL23R, and confirmation of the previously reported association of AITD with TSHR and FCRL3. These findings, enabled in part by increased statistical power resulting from the expansion of the control reference group to include individuals from the other disease groups, highlight notable new possibilities for autoimmune regulation and suggest that IL23R may be a common susceptibility factor for the major 'seronegative' diseases.

To identify common variants influencing body mass index (BMI), we analyzed genome-wide association data from 16,876 individuals of European descent. After previously reported variants in FTO, the strongest association signal (rs17782313, P = 2.9 × 10−6) mapped 188 kb downstream of MC4R (melanocortin-4 receptor), mutations of which are the leading cause of monogenic severe childhood-onset obesity. We confirmed the BMI association in 60,352 adults (per-allele effect = 0.05 Z-score units; P = 2.8 × 10−15) and 5,988 children aged 7–11 (0.13 Z-score units; P = 1.5 × 10−8). In case-control analyses (n = 10,583), the odds for severe childhood obesity reached 1.30 (P = 8.0 × 10−11). Furthermore, we observed overtransmission of the risk allele to obese offspring in 660 families (P (pedigree disequilibrium test average; PDT-avg) = 2.4 × 10−4). The SNP location and patterns of phenotypic associations are consistent with effects mediated through altered MC4R function. Our findings establish that common variants near MC4R influence fat mass, weight and obesity risk at the population level and reinforce the need for large-scale data integration to identify variants influencing continuous biomedical traits.

Christopher Newton-Cheh and colleagues report a genome-wide association study for blood pressure traits as part of the Global BPgen consortium. They report eight loci with replicated association to systolic and/or diastolic blood pressure, with each also showing association to hypertension. Elevated blood pressure is a common, heritable cause of cardiovascular disease worldwide. To date, identification of common genetic variants influencing blood pressure has proven challenging. We tested 2.5 million genotyped and imputed SNPs for association with systolic and diastolic blood pressure in 34,433 subjects of European ancestry from the Global BPgen consortium and followed up findings with direct genotyping (N ≤ 71,225 European ancestry, N ≤ 12,889 Indian Asian ancestry) and in silico comparison (CHARGE consortium, N = 29,136). We identified association between systolic or diastolic blood pressure and common variants in eight regions near the CYP17A1 (P = 7 × 10−24), CYP1A2 (P = 1 × 10−23), FGF5 (P = 1 × 10−21), SH2B3 (P = 3 × 10−18), MTHFR (P = 2 × 10−13), c10orf107 (P = 1 × 10−9), ZNF652 (P = 5 × 10−9) and PLCD3 (P = 1 × 10−8) genes. All variants associated with continuous blood pressure were associated with dichotomous hypertension. These associations between common variants and blood pressure and hypertension offer mechanistic insights into the regulation of blood pressure and may point to novel targets for interventions to prevent cardiovascular disease.

We report the concordance rate for RA in a nationwide study of 91 monozygotic (MZ) and 112 dizygotic (DZ) pairs. Twin pairs were recruited from both a national media campaign and a 2-month prospective inquiry of all UK rheumatologists. Disease status was established following a structured clinical and serological appraisal, together with radiological assesment where necessary. Zygosity was confirmed using DNA fingerprinting. In all, 14 (15.4%) of the MZ and four (3.6%) of the DZ pairs were disease concordant (risk ratio: 4.3 95% CI 1.5 to 12.6). There was no difference in the concordance between the media and clinical derived twins. Further the excess MZ concordance persisted after adjusting for age, age at disease onset, sex and rheumatoid factor status. Analysing the data in relation to the timing of disease onset in the first affected twin showed that subsequent disease risk in the initially unaffected co-twins of the MZ affected probands increased with increasing duration of follow-up. We conclude that the overall MZ concordance at 15% is lower than the 30% figure normally quoted from a study some 30 years ago and sets a ceiling at the potential genetic contribution to disease susceptibility.

Understanding the genetic basis of airflow obstruction and smoking behaviour is key to determining the pathophysiology of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). We used UK Biobank data to study the genetic causes of smoking behaviour and lung health.We sampled individuals of European ancestry from UK Biobank, from the middle and extremes of the forced expiratory volume in 1 s (FEV1) distribution among heavy smokers (mean 35 pack-years) and never smokers. We developed a custom array for UK Biobank to provide optimum genome-wide coverage of common and low-frequency variants, dense coverage of genomic regions already implicated in lung health and disease, and to assay rare coding variants relevant to the UK population. We investigated whether there were shared genetic causes between different phenotypes defined by extremes of FEV1. We also looked for novel variants associated with extremes of FEV1 and smoking behaviour and assessed regions of the genome that had already shown evidence for a role in lung health and disease. We set genome-wide significance at p<5 × 10(-8).UK Biobank participants were recruited from March 15, 2006, to July 7, 2010. Sample selection for the UK BiLEVE study started on Nov 22, 2012, and was completed on Dec 20, 2012. We selected 50,008 unique samples: 10,002 individuals with low FEV1, 10,000 with average FEV1, and 5002 with high FEV1 from each of the heavy smoker and never smoker groups. We noted a substantial sharing of genetic causes of low FEV1 between heavy smokers and never smokers (p=2.29 × 10(-16)) and between individuals with and without doctor-diagnosed asthma (p=6.06 × 10(-11)). We discovered six novel genome-wide significant signals of association with extremes of FEV1, including signals at four novel loci (KANSL1, TSEN54, TET2, and RBM19/TBX5) and independent signals at two previously reported loci (NPNT and HLA-DQB1/HLA-DQA2). These variants also showed association with COPD, including in individuals with no history of smoking. The number of copies of a 150 kb region containing the 5' end of KANSL1, a gene that is important for epigenetic gene regulation, was associated with extremes of FEV1. We also discovered five new genome-wide significant signals for smoking behaviour, including a variant in NCAM1 (chromosome 11) and a variant on chromosome 2 (between TEX41 and PABPC1P2) that has a trans effect on expression of NCAM1 in brain tissue.By sampling from the extremes of the lung function distribution in UK Biobank, we identified novel genetic causes of lung function and smoking behaviour. These results provide new insight into the specific mechanisms underlying airflow obstruction, COPD, and tobacco addiction, and show substantial shared genetic architecture underlying airflow obstruction across individuals, irrespective of smoking behaviour and other airway disease.Medical Research Council.

This is an issue edsumm for 32. Identification of the Palaeocene/Eocene thermal maximum in a marine sedimentary sequence shows that sea surface temperatures near the North Pole increased from roughly 18 degrees Celsius to over 23 degrees Celsius — such warm values imply the absence of ice and thus exclude the influence of ice-albedo feedbacks on this Arctic warming. The Wellcome Trust Case Control Consortium (WTCCC) identified nine single SNPs putatively associated with rheumatoid arthritis at P = 1 × 10−5 − 5 × 10−7 in a genome-wide association screen. One, rs6920220, was unequivocally replicated (trend P = 1.1 × 10−8) in a validation study, as described here. This SNP maps to 6q23, between the genes oligodendrocyte lineage transcription factor 3 (OLIG3) and tumor necrosis factor-α–induced protein 3 (TNFAIP3).

Anne Hinks and colleagues identify 14 new susceptibility loci for juvenile idiopathic arthritis through targeted analyses of genomic regions implicated in immune function. Their study implicates several pathways, including IL-2 signaling, in the pathogenesis of this common childhood autoimmune disease. We used the Immunochip array to analyze 2,816 individuals with juvenile idiopathic arthritis (JIA), comprising the most common subtypes (oligoarticular and rheumatoid factor–negative polyarticular JIA), and 13,056 controls. We confirmed association of 3 known JIA risk loci (the human leukocyte antigen (HLA) region, PTPN22 and PTPN2) and identified 14 loci reaching genome-wide significance (P < 5 × 10−8) for the first time. Eleven additional new regions showed suggestive evidence of association with JIA (P < 1 × 10−6). Dense mapping of loci along with bioinformatics analysis refined the associations to one gene in each of eight regions, highlighting crucial pathways, including the interleukin (IL)-2 pathway, in JIA disease pathogenesis. The entire Immunochip content, the HLA region and the top 27 loci (P < 1 × 10−6) explain an estimated 18, 13 and 6% of the risk of JIA, respectively. In summary, this is the largest collection of JIA cases investigated so far and provides new insight into the genetic basis of this childhood autoimmune disease.

Soumya Raychaudhuri and colleagues demonstrate the utility of GRAIL, a software program used to prioritize results from genome-wide association studies for further replication, applied here to rheumatoid arthritis. The authors seek replication of their predictions in additional independent cohorts and report three new genetic loci associated with RA susceptibility. To discover new rheumatoid arthritis (RA) risk loci, we systematically examined 370 SNPs from 179 independent loci with P < 0.001 in a published meta-analysis of RA genome-wide association studies (GWAS) of 3,393 cases and 12,462 controls1. We used Gene Relationships Across Implicated Loci (GRAIL)2, a computational method that applies statistical text mining to PubMed abstracts, to score these 179 loci for functional relationships to genes in 16 established RA disease loci1,3,4,5,6,7,8,9,10,11. We identified 22 loci with a significant degree of functional connectivity. We genotyped 22 representative SNPs in an independent set of 7,957 cases and 11,958 matched controls. Three were convincingly validated: CD2-CD58 (rs11586238, P = 1 × 10−6 replication, P = 1 × 10−9 overall), CD28 (rs1980422, P = 5 × 10−6 replication, P = 1 × 10−9 overall) and PRDM1 (rs548234, P = 1 × 10−5 replication, P = 2 × 10−8 overall). An additional four were replicated (P < 0.0023): TAGAP (rs394581, P = 0.0002 replication, P = 4 × 10−7 overall), PTPRC (rs10919563, P = 0.0003 replication, P = 7 × 10−7 overall), TRAF6-RAG1 (rs540386, P = 0.0008 replication, P = 4 × 10−6 overall) and FCGR2A (rs12746613, P = 0.0022 replication, P = 2 × 10−5 overall). Many of these loci are also associated to other immunologic diseases.