The authors analyzed the whole-exome sequences of over 16,000 individuals and found that very rare variants predicted to disrupt the SETD1A gene confer substantial risk for schizophrenia. Damaging variants in SETD1A were also associated with diverse, severe developmental disorders, providing an important genetic link between schizophrenia and other neurodevelopmental disorders. By analyzing the whole-exome sequences of 4,264 schizophrenia cases, 9,343 controls and 1,077 trios, we identified a genome-wide significant association between rare loss-of-function (LoF) variants in SETD1A and risk for schizophrenia (P = 3.3 × 10−9). We found only two heterozygous LoF variants in 45,376 exomes from individuals without a neuropsychiatric diagnosis, indicating that SETD1A is substantially depleted of LoF variants in the general population. Seven of the ten individuals with schizophrenia carrying SETD1A LoF variants also had learning difficulties. We further identified four SETD1A LoF carriers among 4,281 children with severe developmental disorders and two more carriers in an independent sample of 5,720 Finnish exomes, both with notable neuropsychiatric phenotypes. Together, our observations indicate that LoF variants in SETD1A cause a range of neurodevelopmental disorders, including schizophrenia. Combining these data with previous common variant evidence, we suggest that epigenetic dysregulation, specifically in the histone H3K4 methylation pathway, is an important mechanism in the pathogenesis of schizophrenia.

PURPOSE To estimate age-specific relative and absolute cancer risks of breast cancer and to estimate risks of ovarian, pancreatic, male breast, prostate, and colorectal cancers associated with germline PALB2 pathogenic variants (PVs) because these risks have not been extensively characterized. METHODS We analyzed data from 524 families with PALB2 PVs from 21 countries. Complex segregation analysis was used to estimate relative risks (RRs; relative to country-specific population incidences) and absolute risks of cancers. The models allowed for residual familial aggregation of breast and ovarian cancer and were adjusted for the family-specific ascertainment schemes. RESULTS We found associations between PALB2 PVs and risk of female breast cancer (RR, 7.18; 95% CI, 5.82 to 8.85; P = 6.5 × 10 −76 ), ovarian cancer (RR, 2.91; 95% CI, 1.40 to 6.04; P = 4.1 × 10 −3 ), pancreatic cancer (RR, 2.37; 95% CI, 1.24 to 4.50; P = 8.7 × 10 −3 ), and male breast cancer (RR, 7.34; 95% CI, 1.28 to 42.18; P = 2.6 × 10 −2 ). There was no evidence for increased risks of prostate or colorectal cancer. The breast cancer RRs declined with age ( P for trend = 2.0 × 10 −3 ). After adjusting for family ascertainment, breast cancer risk estimates on the basis of multiple case families were similar to the estimates from families ascertained through population-based studies ( P for difference = .41). On the basis of the combined data, the estimated risks to age 80 years were 53% (95% CI, 44% to 63%) for female breast cancer, 5% (95% CI, 2% to 10%) for ovarian cancer, 2%-3% (95% CI females, 1% to 4%; 95% CI males, 2% to 5%) for pancreatic cancer, and 1% (95% CI, 0.2% to 5%) for male breast cancer. CONCLUSION These results confirm PALB2 as a major breast cancer susceptibility gene and establish substantial associations between germline PALB2 PVs and ovarian, pancreatic, and male breast cancers. These findings will facilitate incorporation of PALB2 into risk prediction models and optimize the clinical cancer risk management of PALB2 PV carriers.

Deficiency in BRCA-dependent DNA interstrand crosslink (ICL) repair is intimately connected to breast cancer susceptibility and to the rare developmental syndrome Fanconi anemia. Bona fide Fanconi anemia proteins, BRCA2 (FANCD1), PALB2 (FANCN), and BRIP1 (FANCJ), interact with BRCA1 during ICL repair. However, the lack of detailed phenotypic and cellular characterization of a patient with biallelic BRCA1 mutations has precluded assignment of BRCA1 as a definitive Fanconi anemia susceptibility gene. Here, we report the presence of biallelic BRCA1 mutations in a woman with multiple congenital anomalies consistent with a Fanconi anemia-like disorder and breast cancer at age 23. Patient cells exhibited deficiency in BRCA1 and RAD51 localization to DNA-damage sites, combined with radial chromosome formation and hypersensitivity to ICL-inducing agents. Restoration of these functions was achieved by ectopic introduction of a BRCA1 transgene. These observations provide evidence in support of BRCA1 as a new Fanconi anemia gene (FANCS).We establish that biallelic BRCA1 mutations cause a distinct FA-S, which has implications for risk counselling in families where both parents harbor BRCA1 mutations. The genetic basis of hereditary cancer susceptibility syndromes provides diagnostic information, insights into treatment strategies, and more accurate recurrence risk counseling to families.

Abstract The contribution of de novo and ultra-rare genetic variants in severe and moderate intellectual disability (ID) has been extensively studied whereas the genetic architecture of mild ID has been less well characterized. To elucidate the genetic background of milder ID we studied a regional cohort of 442 ID patients enriched for mild ID (>50%) from a population isolate of Finland. We analyzed rare variants using exome sequencing and CNV genotyping and common variants using common variant polygenic risk scores. As controls we used a Finnish collection of exome sequenced (n=11311) and GWAS chip genotyped (n=11699) individuals. We show that rare damaging variants in genes known to be associated with cognitive defects are observed more often in severe (27%) than in mild ID (13%) patients (p-value: 7.0e-4). We further observed a significant enrichment of protein truncating variants in loss-of-function intolerant genes, as well as damaging missense variants in genes not yet associated with cognitive defects (OR: 2.1, p-value: 3e-8). For the first time to our knowledge, we show that a common variant polygenic load significantly contributes to all severity forms of ID. The heritability explained was the highest for educational attainment (EDU) in mild ID explaining 2.2% of the heritability on liability scale. For more severe ID it was lower at 0.6%. Finally, we identified a homozygote variant in the CRADD gene to be a cause of a specific syndrome with ID and pachygyria. The frequency of this variant is 50x higher in the Finnish population than in non-Finnish Europeans, demonstrating the benefits of utilizing population isolates in rare variant analysis of diseases under negative selection.

In familial pulmonary fibrosis (FPF) at least two biological relatives are affected. Patients with FPF have diverse clinical features.

Background The m.3243A>G variant in mitochondrial DNA (mtDNA) is the most common cause of the MELAS (Mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis and stroke-like episodes) syndrome usually commencing in childhood or adolescence. In adults, the variant presents with versatile and mostly neurological phenotypes, but MELAS may not be common. Objective To examine the frequency of phenotypes in adults with m.3243A>G in a population-based cohort and in a meta-analysis of reported case series. Methods We clinically examined 51 adult patients with m.3243A>G to determine the frequency of phenotypes and to analyse the contribution of variant heteroplasmy, age, sex and mtDNA haplogroup to the phenotypes. The frequencies of neurological features were also assessed in a meta-analysis on 25 published case series reporting 1314 patients. Results Sensorineural hearing impairment (HI), cognitive impairment and myopathy were the most common manifestations, whereas stroke-like episodes were infrequent. Variant heteroplasmy and age were only modest predictors of the phenotypes, although heteroplasmy correlated significantly with disability and Kaplan-Meier analysis showed progression of phenotypes with age. Male sex predicted more severe disability, whereas haplogroup UK was associated with no significant disability. Meta-analysis revealed substantial heterogeneity of phenotype frequencies and preferential inclusion of the MELAS phenotype. Discussion In adult patients with m.3243A>G sensorineural HI, cognitive impairment and myopathy are common manifestations with lifetime prevalences approaching unity. Stroke-like episodes are rare. Variant heteroplasmy, age, sex and mtDNA haplogroup contribute to the severity of the disease. Meta-analysis provided a solid estimate of the various neurological symptoms in adults with m.3243A>G.

There is a limited understanding about the impact of rare protein truncating variants across multiple phenotypes. We explore the impact of this class of variants on 13 quantitative traits and 10 diseases using whole-exome sequencing data from 100,296 individuals. Protein truncating variants in genes intolerant to this class of mutations increased risk of autism, schizophrenia, bipolar disorder, intellectual disability, ADHD. In individuals without these disorders, there was an association with shorter height, lower education, increased hospitalization and reduced age. Gene sets implicated from GWAS did not show a significant protein truncating variants-burden beyond what captured by established Mendelian genes. In conclusion, we provide the most thorough investigation to date of the impact of rare deleterious coding variants on complex traits, suggesting widespread pleiotropic risk.

Schizophrenia is a common, debilitating psychiatric disorder with a substantial genetic component. By analysing the whole-exome sequences of 4,264 schizophrenia cases, 9,343 controls, and 1,077 parent-proband trios, we identified a genome-wide significant association between rare loss-of-function (LoF) variants in KMT2F and risk for schizophrenia. In this dataset, we observed three de novo LoF mutations, seven LoF variants in cases, and none in controls (P=3.3x10^(-9)). To search for LoF variants in KMT2F in individuals without a known neuropsychiatric diagnosis, we examined the exomes of 45,376 individuals in the ExAC database and found only two heterozygous LoF variants, showing that KMT2F is significantly depleted of LoF variants in the general population. Seven of the ten individuals with schizophrenia carrying KMT2F LoF variants also had varying degrees of learning difficulties. We further identified four KMT2F LoF carriers among 4,281 children with diverse, severe, undiagnosed developmental disorders, and two additional carriers in an independent sample of 5,720 Finnish exomes, both with notable neuropsychiatric phenotypes. Together, our observations show that LoF variants in KMT2F cause a range of neurodevelopmental disorders, including schizophrenia. Combined with previous common variant evidence, we more generally implicate epigenetic dysregulation, specifically in the histone H3K4 methylation pathway, as an important mechanism in the pathogenesis of schizophrenia.