Structural variation (copy number variation [CNV] including deletion and duplication, translocation, inversion) of chromosomes has been identified in some individuals with autism spectrum disorder (ASD), but the full etiologic role is unknown. We performed genome-wide assessment for structural abnormalities in 427 unrelated ASD cases via single-nucleotide polymorphism microarrays and karyotyping. With microarrays, we discovered 277 unbalanced CNVs in 44% of ASD families not present in 500 controls (and re-examined in another 1152 controls). Karyotyping detected additional balanced changes. Although most variants were inherited, we found a total of 27 cases with de novo alterations, and in three (11%) of these individuals, two or more new variants were observed. De novo CNVs were found in ∼7% and ∼2% of idiopathic families having one child, or two or more ASD siblings, respectively. We also detected 13 loci with recurrent/overlapping CNV in unrelated cases, and at these sites, deletions and duplications affecting the same gene(s) in different individuals and sometimes in asymptomatic carriers were also found. Notwithstanding complexities, our results further implicate the SHANK3-NLGN4-NRXN1 postsynaptic density genes and also identify novel loci at DPP6-DPP10-PCDH9 (synapse complex), ANKRD11, DPYD, PTCHD1, 15q24, among others, for a role in ASD susceptibility. Our most compelling result discovered CNV at 16p11.2 (p = 0.002) (with characteristics of a genomic disorder) at ∼1% frequency. Some of the ASD regions were also common to mental retardation loci. Structural variants were found in sufficiently high frequency influencing ASD to suggest that cytogenetic and microarray analyses be considered in routine clinical workup. Structural variation (copy number variation [CNV] including deletion and duplication, translocation, inversion) of chromosomes has been identified in some individuals with autism spectrum disorder (ASD), but the full etiologic role is unknown. We performed genome-wide assessment for structural abnormalities in 427 unrelated ASD cases via single-nucleotide polymorphism microarrays and karyotyping. With microarrays, we discovered 277 unbalanced CNVs in 44% of ASD families not present in 500 controls (and re-examined in another 1152 controls). Karyotyping detected additional balanced changes. Although most variants were inherited, we found a total of 27 cases with de novo alterations, and in three (11%) of these individuals, two or more new variants were observed. De novo CNVs were found in ∼7% and ∼2% of idiopathic families having one child, or two or more ASD siblings, respectively. We also detected 13 loci with recurrent/overlapping CNV in unrelated cases, and at these sites, deletions and duplications affecting the same gene(s) in different individuals and sometimes in asymptomatic carriers were also found. Notwithstanding complexities, our results further implicate the SHANK3-NLGN4-NRXN1 postsynaptic density genes and also identify novel loci at DPP6-DPP10-PCDH9 (synapse complex), ANKRD11, DPYD, PTCHD1, 15q24, among others, for a role in ASD susceptibility. Our most compelling result discovered CNV at 16p11.2 (p = 0.002) (with characteristics of a genomic disorder) at ∼1% frequency. Some of the ASD regions were also common to mental retardation loci. Structural variants were found in sufficiently high frequency influencing ASD to suggest that cytogenetic and microarray analyses be considered in routine clinical workup.

Mutations in SHANK3, which encodes a synaptic scaffolding protein, have been described in subjects with an autism spectrum disorder (ASD). To assess the quantitative contribution of SHANK3 to the pathogenesis of autism, we determined the frequency of DNA sequence and copy-number variants in this gene in 400 ASD-affected subjects ascertained in Canada. One de novo mutation and two gene deletions were discovered, indicating a contribution of 0.75% in this cohort. One additional SHANK3 deletion was characterized in two ASD-affected siblings from another collection, which brings the total number of published mutations in unrelated ASD-affected families to seven. The combined data provide support that haploinsufficiency of SHANK3 can cause a monogenic form of autism in sufficient frequency to warrant consideration in clinical diagnostic testing.

Context

 Alcohol dependence is a serious and common public health problem. It is well established that genetic factors play a major role in the development of this disorder. Identification of genes that contribute to alcohol dependence will improve our understanding of the mechanisms that underlie this disorder. 

Objective

 To identify susceptibility genes for alcohol dependence through a genome-wide association study (GWAS) and a follow-up study in a population of German male inpatients with an early age at onset. 

Design

 The GWAS tested 524 396 single-nucleotide polymorphisms (SNPs). All SNPs withP < 10⁻⁴were subjected to the follow-up study. In addition, nominally significant SNPs from genes that had also shown expression changes in rat brains after long-term alcohol consumption were selected for the follow-up step. 

Setting

 Five university hospitals in southern and central Germany. 

Participants

 The GWAS included 487 male inpatients with alcohol dependence as defined by theDSM-IVand an age at onset younger than 28 years and 1358 population-based control individuals. The follow-up study included 1024 male inpatients and 996 age-matched male controls. All the participants were of German descent. 

Main Outcome Measures

 Significant association findings in the GWAS and follow-up study with the same alleles. 

Results

 The GWAS produced 121 SNPs with nominalP < 10⁻⁴. These, together with 19 additional SNPs from homologues of rat genes showing differential expression, were genotyped in the follow-up sample. Fifteen SNPs showed significant association with the same allele as in the GWAS. In the combined analysis, 2 closely linked intergenic SNPs met genome-wide significance (rs7590720,P = 9.72 × 10⁻⁹; rs1344694,P = 1.69 × 10⁻⁸). They are located on chromosome region 2q35, which has been implicated in linkage studies for alcohol phenotypes. Nine SNPs were located in genes, including theCDH13andADH1Cgenes, that have been reported to be associated with alcohol dependence. 

Conclusions

 This is the first GWAS and follow-up study to identify a genome-wide significant association in alcohol dependence. Further independent studies are required to confirm these findings.

The direct estimation of heritability from genome-wide common variant data as implemented in the program Genome-wide Complex Trait Analysis (GCTA) has provided a means to quantify heritability attributable to all interrogated variants. We have quantified the variance in liability to disease explained by all SNPs for two phenotypically-related neurobehavioral disorders, obsessive-compulsive disorder (OCD) and Tourette Syndrome (TS), using GCTA. Our analysis yielded a heritability point estimate of 0.58 (se = 0.09, p = 5.64e-12) for TS, and 0.37 (se = 0.07, p = 1.5e-07) for OCD. In addition, we conducted multiple genomic partitioning analyses to identify genomic elements that concentrate this heritability. We examined genomic architectures of TS and OCD by chromosome, MAF bin, and functional annotations. In addition, we assessed heritability for early onset and adult onset OCD. Among other notable results, we found that SNPs with a minor allele frequency of less than 5% accounted for 21% of the TS heritability and 0% of the OCD heritability. Additionally, we identified a significant contribution to TS and OCD heritability by variants significantly associated with gene expression in two regions of the brain (parietal cortex and cerebellum) for which we had available expression quantitative trait loci (eQTLs). Finally we analyzed the genetic correlation between TS and OCD, revealing a genetic correlation of 0.41 (se = 0.15, p = 0.002). These results are very close to previous heritability estimates for TS and OCD based on twin and family studies, suggesting that very little, if any, heritability is truly missing (i.e., unassayed) from TS and OCD GWAS studies of common variation. The results also indicate that there is some genetic overlap between these two phenotypically-related neuropsychiatric disorders, but suggest that the two disorders have distinct genetic architectures.

Anorexia nervosa (AN) and obsessive-compulsive disorder (OCD) are often comorbid and likely to share genetic risk factors. Hence, we examine their shared genetic background using a cross-disorder GWAS meta-analysis of 3,495 AN cases, 2,688 OCD cases and 18,013 controls. We confirmed a high genetic correlation between AN and OCD (rg = 0.49 ± 0.13, p = 9.07x10-7) and a sizable SNP heritability (SNP h2 = 0.21 ± 0.02) for the cross-disorder phenotype. Although no individual loci reached genome-wide significance, the cross-disorder phenotype showed strong positive genetic correlations with other psychiatric phenotypes (e.g., bipolar disorder, schizophrenia, neuroticism) and negative correlations with metabolic phenotypes (e.g., BMI, triglycerides). Follow-up analyses revealed that although AN and OCD overlap heavily in their shared risk with other psychiatric phenotypes, the relationship with metabolic and anthropometric traits is markedly stronger for AN than for OCD. We further tested whether shared genetic risk for AN/OCD was associated with particular tissue or cell-type gene expression patterns and found that the basal ganglia and medium spiny neurons were most enriched for AN/OCD risk, consistent with neurobiological findings for both disorders. Our results confirm and extend genetic epidemiological findings of shared risk between AN and OCD and suggest that larger GWASs are warranted.