Several lines of evidence have placed the catechol-O-methyltransferase (COMT) gene in the limelight as a candidate gene for schizophrenia. One of these is its biochemical function in metabolism of catecholamine neurotransmitters; another is the microdeletion, on chromosome 22q11, that includes the COMT gene and causes velocardiofacial syndrome, a syndrome associated with a high rate of psychosis, particularly schizophrenia. The interest in the COMT gene as a candidate risk factor for schizophrenia has led to numerous linkage and association analyses. These, however, have failed to produce any conclusive result. Here we report an efficient approach to gene discovery. The approach consists of (i) a large sample size-to our knowledge, the present study is the largest case-control study performed to date in schizophrenia; (ii) the use of Ashkenazi Jews, a well defined homogeneous population; and (iii) a stepwise procedure in which several single nucleotide polymorphisms (SNPs) are scanned in DNA pools, followed by individual genotyping and haplotype analysis of the relevant SNPs. We found a highly significant association between schizophrenia and a COMT haplotype (P=9.5x10-8). The approach presented can be widely implemented for the genetic dissection of other common diseases.

Sex differences in schizophrenia are well known, but their genetic basis has not been identified. We performed a genome-wide association scan for schizophrenia in an Ashkenazi Jewish population using DNA pooling. We found a female-specific association with rs7341475, a SNP in the fourth intron of the reelin (RELN) gene (p = 2.9 x 10(-5) in women), with a significant gene-sex effect (p = 1.8 x 10(-4)). We studied rs7341475 in four additional populations, totaling 2,274 cases and 4,401 controls. A significant effect was observed only in women, replicating the initial result (p = 2.1 x 10(-3) in women; p = 4.2 x 10(-3) for gene-sex interaction). Based on all populations the estimated relative risk of women carrying the common genotype is 1.58 (p = 8.8 x 10(-7); p = 1.6 x 10(-5) for gene-sex interaction). The female-specific association between RELN and schizophrenia is one of the few examples of a replicated sex-specific genetic association in any disease.

ABSTRACT The nasal-mucosa constitutes the primary entry site for respiratory viruses including SARS-CoV-2. While the imbalanced innate immune response of end-stage COVID-19 has been extensively studied, the earliest stages of SARS-CoV-2 infection at the mucosal entry site have remained unexplored. Here we employed SARS-CoV-2 and influenza virus infection in native multi-cell-type human nasal turbinate and lung tissues ex vivo , coupled with genome-wide transcriptional analysis, to investigate viral susceptibility and early patterns of local-mucosal innate immune response in the authentic milieu of the human respiratory tract. SARS-CoV-2 productively infected the nasal turbinate tissues, predominantly targeting respiratory epithelial cells, with rapid increase in tissue-associated viral sub-genomic mRNA, and secretion of infectious viral progeny. Importantly, SARS-CoV-2 infection triggered robust antiviral and inflammatory innate immune responses in the nasal mucosa. The upregulation of interferon stimulated genes, cytokines and chemokines, related to interferon signaling and immune-cell activation pathways, was broader than that triggered by influenza virus infection. Conversely, lung tissues exhibited a restricted innate immune response to SARS-CoV-2, with a conspicuous lack of type I and III interferon upregulation, contrasting with their vigorous innate immune response to influenza virus. Our findings reveal differential tissue-specific innate immune responses in the upper and lower respiratory tract, that are distinct to SARS-CoV-2. The studies shed light on the role of the nasal-mucosa in active viral transmission and immune defense, implying a window of opportunity for early interventions, whereas the restricted innate immune response in early-SARS-CoV-2-infected lung tissues could underlie the unique uncontrolled late-phase lung damage of advanced COVID-19. IMPORTANCE In order to reduce the late-phase morbidity and mortality of COVID-19, there is a need to better understand and target the earliest stages of SARS-CoV-2 infection in the human respiratory tract. Here we have studied the initial steps of SARS-CoV-2 infection and the consequent innate immune responses within the natural multicellular complexity of human nasal-mucosal and lung tissues. Comparing the global innate response patterns of nasal and lung tissues, infected in parallel with SARS-CoV-2 and influenza virus, we have revealed distinct virus-host interactions in the upper and lower respiratory tract, which could determine the outcome and unique pathogenesis of SARS-CoV-2 infection. Studies in the nasal-mucosal infection model can be employed to assess the impact of viral evolutionary changes, and evaluate new therapeutic and preventive measures against SARS-CoV-2 and other human respiratory pathogens.