Obesity is a highly heritable disorder but the genetic associations reported to date account for only a small percentage of the inherited variation in body mass index. Two groups report deletions on chromosome16p11.2 that may explain part of the 'missing heritability' in terms of 'high-penetrance' mutations that are rare but when present are very often associated with severe obesity. This is in contrast to more common gene defects that are less closely associated with clinical symptoms. Bochukova et al. identified rare recurrent copy number variants in 300 patients with severe early-onset obesity, caused by deletions involving several genes including SH2B1, known to be involved in leptin and insulin signalling. Many of the patients also suffered neurodevelopmental disorders. Walters et al. identified deletions of at least 593 kilobases on chromosome 16p11.2 in 31 patients with a previously unrecognized type of extreme obesity. The strategy they used to identify the lesion — using small well-phenotyped cohorts of extreme phenotypes with targeted follow-up in genome-wide association studies and population cohorts — shows promise as a means of identifying 'missing heritability' in complex metabolic diseases more generally. Recently, numerous single nucleotide polymorphisms have been identified as being associated with obesity, but these loci together account for only a small fraction of the known heritable component. Here, an association is reported between rare deletions of at least 593 kilobases at 16p11.2 and a highly penetrant form of obesity. The strategy used of combining study of extreme phenotypes with targeted follow-up is promising for identifying missing heritability in obesity. Obesity has become a major worldwide challenge to public health, owing to an interaction between the Western ‘obesogenic’ environment and a strong genetic contribution1. Recent extensive genome-wide association studies (GWASs) have identified numerous single nucleotide polymorphisms associated with obesity, but these loci together account for only a small fraction of the known heritable component1. Thus, the ‘common disease, common variant’ hypothesis is increasingly coming under challenge2. Here we report a highly penetrant form of obesity, initially observed in 31 subjects who were heterozygous for deletions of at least 593 kilobases at 16p11.2 and whose ascertainment included cognitive deficits. Nineteen similar deletions were identified from GWAS data in 16,053 individuals from eight European cohorts. These deletions were absent from healthy non-obese controls and accounted for 0.7% of our morbid obesity cases (body mass index (BMI) ≥ 40 kg m-2 or BMI standard deviation score ≥ 4; P = 6.4 × 10-8, odds ratio 43.0), demonstrating the potential importance in common disease of rare variants with strong effects. This highlights a promising strategy for identifying missing heritability in obesity and other complex traits: cohorts with extreme phenotypes are likely to be enriched for rare variants, thereby improving power for their discovery. Subsequent analysis of the loci so identified may well reveal additional rare variants that further contribute to the missing heritability, as recently reported for SIM1 (ref. 3). The most productive approach may therefore be to combine the ‘power of the extreme’4 in small, well-phenotyped cohorts, with targeted follow-up in case-control and population cohorts.

Underweight and obese phenotypes can both pose health risks. But whereas obesity has been associated with a number of genetic variants, little is known about the genetic basis of underweight. A large-scale screen of data from 28 cytogenetic centres in Europe and North America now shows that being underweight is frequently associated with duplication of a short region on chromosome 16. Deletion of this same chromosomal region has previously been associated with obesity. The observed associated phenotypes are opposites, or mirrors, of those reported in carriers of deletions at this locus, and correlate with changes in transcript levels for genes within the duplication but not within the adjacent regions. The suggestion is that severe obesity and being underweight could have mirror etiologies, possibly through contrasting effects on energy balance. Both obesity and being underweight have been associated with increased mortality1,2. Underweight, defined as a body mass index (BMI) ≤ 18.5 kg per m2 in adults and ≤ −2 standard deviations from the mean in children, is the main sign of a series of heterogeneous clinical conditions including failure to thrive3,4,5, feeding and eating disorder and/or anorexia nervosa6,7. In contrast to obesity, few genetic variants underlying these clinical conditions have been reported8,9. We previously showed that hemizygosity of a ∼600-kilobase (kb) region on the short arm of chromosome 16 causes a highly penetrant form of obesity that is often associated with hyperphagia and intellectual disabilities10. Here we show that the corresponding reciprocal duplication is associated with being underweight. We identified 138 duplication carriers (including 132 novel cases and 108 unrelated carriers) from individuals clinically referred for developmental or intellectual disabilities (DD/ID) or psychiatric disorders, or recruited from population-based cohorts. These carriers show significantly reduced postnatal weight and BMI. Half of the boys younger than five years are underweight with a probable diagnosis of failure to thrive, whereas adult duplication carriers have an 8.3-fold increased risk of being clinically underweight. We observe a trend towards increased severity in males, as well as a depletion of male carriers among non-medically ascertained cases. These features are associated with an unusually high frequency of selective and restrictive eating behaviours and a significant reduction in head circumference. Each of the observed phenotypes is the converse of one reported in carriers of deletions at this locus. The phenotypes correlate with changes in transcript levels for genes mapping within the duplication but not in flanking regions. The reciprocal impact of these 16p11.2 copy-number variants indicates that severe obesity and being underweight could have mirror aetiologies, possibly through contrasting effects on energy balance.

This paper contains a joint ESHG/ASHG position document with recommendations regarding responsible innovation in prenatal screening with non-invasive prenatal testing (NIPT). By virtue of its greater accuracy and safety with respect to prenatal screening for common autosomal aneuploidies, NIPT has the potential of helping the practice better achieve its aim of facilitating autonomous reproductive choices, provided that balanced pretest information and non-directive counseling are available as part of the screening offer. Depending on the health-care setting, different scenarios for NIPT-based screening for common autosomal aneuploidies are possible. The trade-offs involved in these scenarios should be assessed in light of the aim of screening, the balance of benefits and burdens for pregnant women and their partners and considerations of cost-effectiveness and justice. With improving screening technologies and decreasing costs of sequencing and analysis, it will become possible in the near future to significantly expand the scope of prenatal screening beyond common autosomal aneuploidies. Commercial providers have already begun expanding their tests to include sex-chromosomal abnormalities and microdeletions. However, multiple false positives may undermine the main achievement of NIPT in the context of prenatal screening: the significant reduction of the invasive testing rate. This document argues for a cautious expansion of the scope of prenatal screening to serious congenital and childhood disorders, only following sound validation studies and a comprehensive evaluation of all relevant aspects. A further core message of this document is that in countries where prenatal screening is offered as a public health programme, governments and public health authorities should adopt an active role to ensure the responsible innovation of prenatal screening on the basis of ethical principles. Crucial elements are the quality of the screening process as a whole (including non-laboratory aspects such as information and counseling), education of professionals, systematic evaluation of all aspects of prenatal screening, development of better evaluation tools in the light of the aim of the practice, accountability to all stakeholders including children born from screened pregnancies and persons living with the conditions targeted in prenatal screening and promotion of equity of access.

Abstract LMX1B haploinsufficiency causes Nail-patella syndrome (NPS; MIM 161200), characterized by nail dysplasia, absent/hypoplastic patellae, chronic kidney disease, and glaucoma. Accordingly, in mice Lmx1b has been shown to play crucial roles in the development of the limb, kidney and eye. Although one functional allele of murine Lmx1b appears adequate for development, Lmx1b null mice display ventral-ventral distal limbs with abnormal kidney, eye and cerebellar development, more disruptive, but fully concordant with NPS. Interestingly, in Lmx1b functional knockouts (KOs), Lmx1b transcription in the limb is decreased nearly 6-fold indicating autoregulation. Herein, we report on two conserved L mx1b - a ssociated cis - r egulatory m odules ( LARM1 and LARM2) that are bound by Lmx1b, amplify Lmx1b expression in the limb and are necessary for Lmx1b-mediated limb dorsalization. Remarkably, we also report on two NPS patient families with normal LMX1B coding sequence, but loss-of-function variations in the LARM1/2 region, stressing the role of regulatory modules in disease pathogenesis.

Diamond-Blackfan anemia syndrome (DBA) is a ribosomopathy associated with loss-of-function variants in more than 20 ribosomal protein (RP) genes. Here, we report the genetic, functional and biochemical dissection of two multigenerational pedigrees with variants in RPL17, a large ribosomal subunit protein-encoding gene. Affected individuals had clinical features and erythroid proliferation defects consistent with DBA. Furthermore, RPL17/uL22 depletion resulted in anemia and micrognathia in zebrafish larvae, and in vivo complementation studies indicated that RPL17 variants were pathogenic. Lymphoblastoid cell lines (LCLs) derived from patients displayed a ribosomal RNA maturation defect reflecting haploinsufficiency of RPL17. The proteins encoded by RPL17 variants were not incorporated into ribosomes, but 10-20% of 60S ribosomal subunits contained a short form of 5.8S rRNA (5.8SC), a species that is marginal in normal cells. These atypical 60S subunits were actively engaged in translation. Ribosome profiling showed changes of the translational profile, but those are similar to LCLs bearing RPS19 variants. These results link an additional RP gene to DBA. They show that ribosomes can be modified substantially by RPL17 haploinsufficiency, but support the paradigm that translation alterations in DBA are primarily related to insufficient ribosome production rather than to changes in ribosome structure or composition.