Autism spectrum disorders (ASDs) represent a group of childhood neurodevelopmental and neuropsychiatric disorders characterized by deficits in verbal communication, impairment of social interaction, and restricted and repetitive patterns of interests and behaviour. To identify common genetic risk factors underlying ASDs, here we present the results of genome-wide association studies on a cohort of 780 families (3,101 subjects) with affected children, and a second cohort of 1,204 affected subjects and 6,491 control subjects, all of whom were of European ancestry. Six single nucleotide polymorphisms between cadherin 10 (CDH10) and cadherin 9 (CDH9)—two genes encoding neuronal cell-adhesion molecules—revealed strong association signals, with the most significant SNP being rs4307059 (P = 3.4 × 10-8, odds ratio = 1.19). These signals were replicated in two independent cohorts, with combined P values ranging from 7.4 × 10-8 to 2.1 × 10-10. Our results implicate neuronal cell-adhesion molecules in the pathogenesis of ASDs, and represent, to our knowledge, the first demonstration of genome-wide significant association of common variants with susceptibility to ASDs. Several lines of evidence point to genetic involvement in autism spectrum disorders (ASDs), neurodevelopmental and neuropsychiatric disorders characterized by impaired verbal communication and social interaction. The clinical and genetic complexities of the condition make it difficult to identify susceptibility factors, but two related studies now present robust evidence for a genetic involvement. The first, a genome-wide association study, identifies six single-nucleotide polymorphisms strongly associated with autism. These variants lie between two genes encoding neuronal cell-adhesion molecules (cadherins 9 and 10), suggesting possible involvement in ASD pathogenesis. The second study used copy number variation screens to identify genetic variants in two major gene pathways in children with ASDs. The changes are in the ubiquitin pathway, which has previously been associated with neurological disease, and in genes for neuronal cell-adhesion molecules. Although structural variation has been previously associated with autism spectrum disorders, this study reports a genome-wide significant association of common variants with susceptibility to this disorder group. The results implicate neuronal cell-adhesion molecules in the pathogenesis of this group of neurodevelopmental and neuropsychiatric disorders.

The rate and extent of the agonist-dependent phosphorylation of β 2 -adrenergic receptors and rhodopsin by β-adrenergic receptor kinase (βARK) are markedly enhanced on addition of G protein βγ subunits. With a model peptide substrate it was demonstrated that direct activation of the kinase could not account for this effect. G protein βγ subunits were shown to interact directly with the COOH-terminal region of βARK, and formation of this βARK-βγ complex resulted in receptor-facilitated membrane localization of the enzyme. The βγ subunits of transducin were less effective at both enhancing the rate of receptor phosphorylation and binding to the COOH-terminus of βARK, suggesting that the enzyme preferentially binds specific βγ complexes. The βγ-mediated membrane localization of βARK serves to intimately link receptor activation to βARK-mediated desensitization.

Remodeling of the cytoskeleton is central to the modulation of cell shape and migration. Filamin A, encoded by the gene FLNA, is a widely expressed protein that regulates re-organization of the actin cytoskeleton by interacting with integrins, transmembrane receptor complexes and second messengers. We identified localized mutations in FLNA that conserve the reading frame and lead to a broad range of congenital malformations, affecting craniofacial structures, skeleton, brain, viscera and urogenital tract, in four X-linked human disorders: otopalatodigital syndrome types 1 (OPD1; OMIM 311300) and 2 (OPD2; OMIM 304120), frontometaphyseal dysplasia (FMD; OMIM 305620) and Melnick-Needles syndrome (MNS; OMIM 309350). Several mutations are recurrent, and all are clustered into four regions of the gene: the actin-binding domain and rod domain repeats 3, 10 and 14/15. Our findings contrast with previous observations that loss of function of FLNA is embryonic lethal in males but manifests in females as a localized neuronal migration disorder, called periventricular nodular heterotopia (PVNH; refs. 3-6). The patterns of mutation, X-chromosome inactivation and phenotypic manifestations in the newly described mutations indicate that they have gain-of-function effects, implicating filamin A in signaling pathways that mediate organogenesis in multiple systems during embryonic development.

Hakon Hakonarson and colleagues report a genome-wide copy number variation study in 3,506 cases of attention-deficit hyperactivity disorder. The authors identify a statistically significant enrichment of CNVs impacting metabotropic glutamate receptor genes. Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) is a common, heritable neuropsychiatric disorder of unknown etiology. We performed a whole-genome copy number variation (CNV) study on 1,013 cases with ADHD and 4,105 healthy children of European ancestry using 550,000 SNPs. We evaluated statistically significant findings in multiple independent cohorts, with a total of 2,493 cases with ADHD and 9,222 controls of European ancestry, using matched platforms. CNVs affecting metabotropic glutamate receptor genes were enriched across all cohorts (P = 2.1 × 10−9). We saw GRM5 (encoding glutamate receptor, metabotropic 5) deletions in ten cases and one control (P = 1.36 × 10−6). We saw GRM7 deletions in six cases, and we saw GRM8 deletions in eight cases and no controls. GRM1 was duplicated in eight cases. We experimentally validated the observed variants using quantitative RT-PCR. A gene network analysis showed that genes interacting with the genes in the GRM family are enriched for CNVs in ∼10% of the cases (P = 4.38 × 10−10) after correction for occurrence in the controls. We identified rare recurrent CNVs affecting glutamatergic neurotransmission genes that were overrepresented in multiple ADHD cohorts.

Context: Berardinelli-Seip congenital lipodystrophy (BSCL) is a rare recessive disease characterized by near absence of adipose tissue, resulting in severe dyslipidemia and insulin resistance. In most reported cases, BSCL is due to alterations in either seipin, of unknown function, or 1-acylglycerol-3-phosphate acyltransferase-β (AGPAT2), which catalyzes the formation of phosphatidic acid. Objective: We sought to determine the genetic origin of the unexplained cases of BSCL. We thus sequenced CAV1, encoding caveolin-1, as a candidate gene involved in insulin signaling and lipid homeostasis. CAV1 is a key structural component of plasma membrane caveolae, and Cav1-deficient mice display progressive loss of adipose tissue and insulin resistance. Design: We undertook phenotyping studies and molecular screening of CAV1 in four patients with BSCL with no mutation in the genes encoding either seipin or AGPAT2. Results: A homozygous nonsense mutation (p.Glu38X) was identified in CAV1 in a patient with BSCL born from a consanguineous union. This mutation affects both the α- and β-CAV1 isoforms and ablates CAV1 expression in skin fibroblasts. Detailed magnetic resonance imaging of the proband confirmed near total absence of both sc and visceral adipose tissue, with only vestigial amounts in the dorsal sc regions. In keeping with the lack of adipose tissue, the proband was also severely insulin resistant and dyslipidemic. In addition, the proband had mild hypocalcemia likely due to vitamin D resistance. Conclusions: These findings identify CAV1 as a new BSCL-related gene and support a critical role for caveolins in human adipocyte function.

We present a database of copy number variations (CNVs) detected in 2026 disease-free individuals, using high-density, SNP-based oligonucleotide microarrays. This large cohort, comprised mainly of Caucasians (65.2%) and African-Americans (34.2%), was analyzed for CNVs in a single study using a uniform array platform and computational process. We have catalogued and characterized 54,462 individual CNVs, 77.8% of which were identified in multiple unrelated individuals. These nonunique CNVs mapped to 3272 distinct regions of genomic variation spanning 5.9% of the genome; 51.5% of these were previously unreported, and >85% are rare. Our annotation and analysis confirmed and extended previously reported correlations between CNVs and several genomic features such as repetitive DNA elements, segmental duplications, and genes. We demonstrate the utility of this data set in distinguishing CNVs with pathologic significance from normal variants. Together, this analysis and annotation provides a useful resource to assist with the assessment of CNVs in the contexts of human variation, disease susceptibility, and clinical molecular diagnostics.

The homodimeric transmembrane receptor natriuretic peptide receptor B (NPR-B [also known as guanylate cyclase B, GC-B, and GUC2B]; gene name NPR2) produces cytoplasmic cyclic GMP from GTP on binding its extracellular ligand, C-type natriuretic peptide (CNP). CNP has previously been implicated in the regulation of skeletal growth in transgenic and knockout mice. The autosomal recessive skeletal dysplasia known as “acromesomelic dysplasia, type Maroteaux” (AMDM) maps to an interval that contains NPR2. We sequenced DNA from 21 families affected by AMDM and found 4 nonsense mutations, 4 frameshift mutations, 2 splice-site mutations, and 11 missense mutations. Molecular modeling was used to examine the putative protein change brought about by each missense mutation. Three missense mutations were tested in a functional assay and were found to have markedly deficient guanylyl cyclase activity. We also found that obligate carriers of NPR2 mutations have heights that are below the mean for matched controls. We conclude that, although NPR-B is expressed in a number of tissues, its major role is in the regulation of skeletal growth. The homodimeric transmembrane receptor natriuretic peptide receptor B (NPR-B [also known as guanylate cyclase B, GC-B, and GUC2B]; gene name NPR2) produces cytoplasmic cyclic GMP from GTP on binding its extracellular ligand, C-type natriuretic peptide (CNP). CNP has previously been implicated in the regulation of skeletal growth in transgenic and knockout mice. The autosomal recessive skeletal dysplasia known as “acromesomelic dysplasia, type Maroteaux” (AMDM) maps to an interval that contains NPR2. We sequenced DNA from 21 families affected by AMDM and found 4 nonsense mutations, 4 frameshift mutations, 2 splice-site mutations, and 11 missense mutations. Molecular modeling was used to examine the putative protein change brought about by each missense mutation. Three missense mutations were tested in a functional assay and were found to have markedly deficient guanylyl cyclase activity. We also found that obligate carriers of NPR2 mutations have heights that are below the mean for matched controls. We conclude that, although NPR-B is expressed in a number of tissues, its major role is in the regulation of skeletal growth.