David van Heel and colleagues report results of a large genome-wide association study of celiac disease. Most of the associated loci contain genes with immune functions, and over half harbor risk variants that are correlated with variation in cis gene expression. We performed a second-generation genome-wide association study of 4,533 individuals with celiac disease (cases) and 10,750 control subjects. We genotyped 113 selected SNPs with PGWAS < 10−4 and 18 SNPs from 14 known loci in a further 4,918 cases and 5,684 controls. Variants from 13 new regions reached genome-wide significance (Pcombined < 5 × 10−8); most contain genes with immune functions (BACH2, CCR4, CD80, CIITA-SOCS1-CLEC16A, ICOSLG and ZMIZ1), with ETS1, RUNX3, THEMIS and TNFRSF14 having key roles in thymic T-cell selection. There was evidence to suggest associations for a further 13 regions. In an expression quantitative trait meta-analysis of 1,469 whole blood samples, 20 of 38 (52.6%) tested loci had celiac risk variants correlated (P < 0.0028, FDR 5%) with cis gene expression.

David van Heel, Cisca Wijmenga and colleagues used a custom, high-density genotyping chip to examine 183 immune-related loci for their role in celiac disease. They report 13 new regions associated with celiac disease risk, identify multiple independent signals at several loci and refine the localization of many previously reported risk signals. Using variants from the 1000 Genomes Project pilot European CEU dataset and data from additional resequencing studies, we densely genotyped 183 non-HLA risk loci previously associated with immune-mediated diseases in 12,041 individuals with celiac disease (cases) and 12,228 controls. We identified 13 new celiac disease risk loci reaching genome-wide significance, bringing the number of known loci (including the HLA locus) to 40. We found multiple independent association signals at over one-third of these loci, a finding that is attributable to a combination of common, low-frequency and rare genetic variants. Compared to previously available data such as those from HapMap3, our dense genotyping in a large sample collection provided a higher resolution of the pattern of linkage disequilibrium and suggested localization of many signals to finer scale regions. In particular, 29 of the 54 fine-mapped signals seemed to be localized to single genes and, in some instances, to gene regulatory elements. Altogether, we define the complex genetic architecture of the risk regions of and refine the risk signals for celiac disease, providing the next step toward uncovering the causal mechanisms of the disease.

Paul de Bakker, Cisca Wijmenga and colleagues report on The Genome of the Netherlands Project, including whole-genome sequencing of 769 individuals of Dutch ancestry from 250 parent-offspring families and construction of a phased haplotype map. Their intermediate-coverage population sequencing data set provides a complementary resource to other publicly available data sets, including the 1000 Genomes Project. Whole-genome sequencing enables complete characterization of genetic variation, but geographic clustering of rare alleles demands many diverse populations be studied. Here we describe the Genome of the Netherlands (GoNL) Project, in which we sequenced the whole genomes of 250 Dutch parent-offspring families and constructed a haplotype map of 20.4 million single-nucleotide variants and 1.2 million insertions and deletions. The intermediate coverage (∼13×) and trio design enabled extensive characterization of structural variation, including midsize events (30–500 bp) previously poorly catalogued and de novo mutations. We demonstrate that the quality of the haplotypes boosts imputation accuracy in independent samples, especially for lower frequency alleles. Population genetic analyses demonstrate fine-scale structure across the country and support multiple ancient migrations, consistent with historical changes in sea level and flooding. The GoNL Project illustrates how single-population whole-genome sequencing can provide detailed characterization of genetic variation and may guide the design of future population studies.

Expression quantitative trait locus (eQTL) mapping on tissue, organ or whole organism data can detect associations that are generic across cell types. We describe a new method to focus upon specific cell types without first needing to sort cells. We applied the method to whole blood data from 5,683 samples and demonstrate that SNPs associated with Crohn’s disease preferentially affect gene expression within neutrophils.