In a prospective-longitudinal study of a representative birth cohort, we tested why stressful experiences lead to depression in some people but not in others. A functional polymorphism in the promoter region of the serotonin transporter (5-HT T) gene was found to moderate the influence of stressful life events on depression. Individuals with one or two copies of the short allele of the 5-HT T promoter polymorphism exhibited more depressive symptoms, diagnosable depression, and suicidality in relation to stressful life events than individuals homozygous for the long allele. This epidemiological study thus provides evidence of a gene-by-environment interaction, in which an individual's response to environmental insults is moderated by his or her genetic makeup.

We studied a large sample of male children from birth to adulthood to determine why some children who are maltreated grow up to develop antisocial behavior, whereas others do not. A functional polymorphism in the gene encoding the neurotransmitter-metabolizing enzyme monoamine oxidase A (MAOA) was found to moderate the effect of maltreatment. Maltreated children with a genotype conferring high levels of MAOA expression were less likely to develop antisocial problems. These findings may partly explain why not all victims of maltreatment grow up to victimize others, and they provide epidemiological evidence that genotypes can moderate children's sensitivity to environmental insults.

Naomi Wray and colleagues report an analysis of genome-wide association data sets from the Psychiatric Genomics Consortium for five psychiatric disorders. They find that common variation explains 17–29% of the variance in liability and provide further support for a shared genetic etiology for these related psychiatric disorders. Most psychiatric disorders are moderately to highly heritable. The degree to which genetic variation is unique to individual disorders or shared across disorders is unclear. To examine shared genetic etiology, we use genome-wide genotype data from the Psychiatric Genomics Consortium (PGC) for cases and controls in schizophrenia, bipolar disorder, major depressive disorder, autism spectrum disorders (ASD) and attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD). We apply univariate and bivariate methods for the estimation of genetic variation within and covariation between disorders. SNPs explained 17–29% of the variance in liability. The genetic correlation calculated using common SNPs was high between schizophrenia and bipolar disorder (0.68 ± 0.04 s.e.), moderate between schizophrenia and major depressive disorder (0.43 ± 0.06 s.e.), bipolar disorder and major depressive disorder (0.47 ± 0.06 s.e.), and ADHD and major depressive disorder (0.32 ± 0.07 s.e.), low between schizophrenia and ASD (0.16 ± 0.06 s.e.) and non-significant for other pairs of disorders as well as between psychiatric disorders and the negative control of Crohn's disease. This empirical evidence of shared genetic etiology for psychiatric disorders can inform nosology and encourages the investigation of common pathophysiologies for related disorders.

Background Recent evidence documents that cannabis use by young people is a modest statistical risk factor for psychotic symptoms in adulthood, such as hallucinations and delusions, as well as clinically significant schizophrenia. The vast majority of cannabis users do not develop psychosis, however, prompting us to hypothesize that some people are genetically vulnerable to the deleterious effects of cannabis. Methods In a longitudinal study of a representative birth cohort followed to adulthood, we tested why cannabis use is associated with the emergence of psychosis in a minority of users, but not in others. Results A functional polymorphism in the catechol-O-methyltransferase (COMT) gene moderated the influence of adolescent cannabis use on developing adult psychosis. Carriers of the COMT valine158 allele were most likely to exhibit psychotic symptoms and to develop schizophreniform disorder if they used cannabis. Cannabis use had no such adverse influence on individuals with two copies of the methionine allele. Conclusions These findings provide evidence of a gene × environment interaction and suggest that a role of some susceptibility genes is to influence vulnerability to environmental pathogens. Recent evidence documents that cannabis use by young people is a modest statistical risk factor for psychotic symptoms in adulthood, such as hallucinations and delusions, as well as clinically significant schizophrenia. The vast majority of cannabis users do not develop psychosis, however, prompting us to hypothesize that some people are genetically vulnerable to the deleterious effects of cannabis. In a longitudinal study of a representative birth cohort followed to adulthood, we tested why cannabis use is associated with the emergence of psychosis in a minority of users, but not in others. A functional polymorphism in the catechol-O-methyltransferase (COMT) gene moderated the influence of adolescent cannabis use on developing adult psychosis. Carriers of the COMT valine158 allele were most likely to exhibit psychotic symptoms and to develop schizophreniform disorder if they used cannabis. Cannabis use had no such adverse influence on individuals with two copies of the methionine allele. These findings provide evidence of a gene × environment interaction and suggest that a role of some susceptibility genes is to influence vulnerability to environmental pathogens.

Kidney stones (nephrolithiasis), which affect 12% of males and 5% of females in the western world, are familial in 45% of patients and are most commonly associated with hypercalciuria. Three disorders of hypercalciuric nephrolithiasis (Dent's disease, X-linked recessive nephrolithiasis (XRN), and X-linked recessive hypophosphataemic rickets (XLRH)) have been mapped to Xp11.22 (refs 5-7). A microdeletion in one Dent's disease kindred allowed the identification of a candidate gene, CLCN5 (refs 8,9) which encodes a putative renal chloride channel. Here we report the investigation of 11 kindreds with these renal tubular disorders for CLCN5 abnormalities; this identified three nonsense, four missense and two donor splice site mutations, together with one intragenic deletion and one microdeletion encompassing the entire gene. Heterologous expression of wild-type CLCN5 in Xenopus oocytes yielded outwardly rectifying chloride currents, which were either abolished or markedly reduced by the mutations. The common aetiology for Dent's disease, XRN and XLRH indicates that CLCN5 may be involved in other renal tubular disorders associated with kidney stones.

Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) is a common neurodevelopmental disorder, starting in early childhood and persisting into adulthood in the majority of cases. Family and twin studies have demonstrated the importance of genetic factors and candidate gene association studies have identified several loci that exert small but significant effects on ADHD. To provide further clarification of reported associations and identify novel associated genes, we examined 1038 single-nucleotide polymorphisms (SNPs) spanning 51 candidate genes involved in the regulation of neurotransmitter pathways, particularly dopamine, norepinephrine and serotonin pathways, in addition to circadian rhythm genes. Analysis used within family tests of association in a sample of 776 DSM-IV ADHD combined type cases ascertained for the International Multi-centre ADHD Gene project. We found nominal significance with one or more SNPs in 18 genes, including the two most replicated findings in the literature: DRD4 and DAT1. Gene-wide tests, adjusted for the number of SNPs analysed in each gene, identified associations with TPH2, ARRB2, SYP, DAT1, ADRB2, HES1, MAOA and PNMT. Further studies will be needed to confirm or refute the observed associations and their generalisability to other samples.

To improve the ‘personalized-medicine’ approach to the treatment of depression, we need to identify biomarkers that, assessed before starting treatment, predict future response to antidepressants (‘predictors’), as well as biomarkers that are targeted by antidepressants and change longitudinally during the treatment (‘targets’). In this study, we tested the leukocyte mRNA expression levels of genes belonging to glucocorticoid receptor (GR) function (FKBP-4, FKBP-5, and GR), inflammation (interleukin (IL)-1α, IL-1β, IL-4, IL-6, IL-7, IL-8, IL-10, macrophage inhibiting factor (MIF), and tumor necrosis factor (TNF)-α), and neuroplasticity (brain-derived neurotrophic factor (BDNF), p11 and VGF), in healthy controls (n=34) and depressed patients (n=74), before and after 8 weeks of treatment with escitalopram or nortriptyline, as part of the Genome-based Therapeutic Drugs for Depression study. Non-responders had higher baseline mRNA levels of IL-1β (+33%), MIF (+48%), and TNF-α (+39%). Antidepressants reduced the levels of IL-1β (−6%) and MIF (−24%), and increased the levels of GR (+5%) and p11 (+8%), but these changes were not associated with treatment response. In contrast, successful antidepressant response was associated with a reduction in the levels of IL-6 (−9%) and of FKBP5 (−11%), and with an increase in the levels of BDNF (+48%) and VGF (+20%)—that is, response was associated with changes in genes that did not predict, at the baseline, the response. Our findings indicate a dissociation between ‘predictors’ and ‘targets’ of antidepressant responders. Indeed, while higher levels of proinflammatory cytokines predict lack of future response to antidepressants, changes in inflammation associated with antidepressant response are not reflected by all cytokines at the same time. In contrast, modulation of the GR complex and of neuroplasticity is needed to observe a therapeutic antidepressant effect.

Children's intellectual development is influenced by both genetic inheritance and environmental experiences. Breastfeeding is one of the earliest such postnatal experiences. Breastfed children attain higher IQ scores than children not fed breast milk, presumably because of the fatty acids uniquely available in breast milk. Here we show that the association between breastfeeding and IQ is moderated by a genetic variant in FADS2 , a gene involved in the genetic control of fatty acid pathways. We confirmed this gene–environment interaction in two birth cohorts, and we ruled out alternative explanations of the finding involving gene–exposure correlation, intrauterine growth, social class, and maternal cognitive ability, as well as maternal genotype effects on breastfeeding and breast milk. The finding shows that environmental exposures can be used to uncover novel candidate genes in complex phenotypes. It also shows that genes may work via the environment to shape the IQ, helping to close the nature versus nurture debate.