The obesity epidemic is responsible for a substantial economic burden in developed countries and is a major risk factor for type 2 diabetes and cardiovascular disease. The disease is the result not only of several environmental risk factors, but also of genetic predisposition. To take advantage of recent advances in gene-mapping technology, we executed a genome-wide association scan to identify genetic variants associated with obesity-related quantitative traits in the genetically isolated population of Sardinia. Initial analysis suggested that several SNPs in the FTO and PFKP genes were associated with increased BMI, hip circumference, and weight. Within the FTO gene, rs9930506 showed the strongest association with BMI (p = 8.6 ×10−7), hip circumference (p = 3.4 × 10−8), and weight (p = 9.1 × 10−7). In Sardinia, homozygotes for the rare “G” allele of this SNP (minor allele frequency = 0.46) were 1.3 BMI units heavier than homozygotes for the common “A” allele. Within the PFKP gene, rs6602024 showed very strong association with BMI (p = 4.9 × 10−6). Homozygotes for the rare “A” allele of this SNP (minor allele frequency = 0.12) were 1.8 BMI units heavier than homozygotes for the common “G” allele. To replicate our findings, we genotyped these two SNPs in the GenNet study. In European Americans (N = 1,496) and in Hispanic Americans (N = 839), we replicated significant association between rs9930506 in the FTO gene and BMI (p-value for meta-analysis of European American and Hispanic American follow-up samples, p = 0.001), weight (p = 0.001), and hip circumference (p = 0.0005). We did not replicate association between rs6602024 and obesity-related traits in the GenNet sample, although we found that in European Americans, Hispanic Americans, and African Americans, homozygotes for the rare “A” allele were, on average, 1.0–3.0 BMI units heavier than homozygotes for the more common “G” allele. In summary, we have completed a whole genome–association scan for three obesity-related quantitative traits and report that common genetic variants in the FTO gene are associated with substantial changes in BMI, hip circumference, and body weight. These changes could have a significant impact on the risk of obesity-related morbidity in the general population.

β-Thalassemia and sickle cell disease both display a great deal of phenotypic heterogeneity, despite being generally thought of as simple Mendelian diseases. The reasons for this are not well understood, although the level of fetal hemoglobin (HbF) is one well characterized ameliorating factor in both of these conditions. To better understand the genetic basis of this heterogeneity, we carried out genome-wide scans with 362,129 common SNPs on 4,305 Sardinians to look for genetic linkage and association with HbF levels, as well as other red blood cell-related traits. Among major variants affecting HbF levels, SNP rs11886868 in the BCL11A gene was strongly associated with this trait ( P < 10 −35 ). The C allele frequency was significantly higher in Sardinian individuals with elevated HbF levels, detected by screening for β-thalassemia, and patients with attenuated forms of β-thalassemia vs. those with thalassemia major. We also show that the same BCL11A variant is strongly associated with HbF levels in a large cohort of sickle cell patients. These results indicate that BCL11A variants, by modulating HbF levels, act as an important ameliorating factor of the β-thalassemia phenotype, and it is likely they could help ameliorate other hemoglobin disorders. We expect our findings will help to characterize the molecular mechanisms of fetal globin regulation and could eventually contribute to the development of new therapeutic approaches for β-thalassemia and sickle cell anemia.

In family studies, phenotypic similarities between relatives yield information on the overall contribution of genes to trait variation. Large samples are important for these family studies, especially when comparing heritability between subgroups such as young and old, or males and females. We recruited a cohort of 6,148 participants, aged 14–102 y, from four clustered towns in Sardinia. The cohort includes 34,469 relative pairs. To extract genetic information, we implemented software for variance components heritability analysis, designed to handle large pedigrees, analyze multiple traits simultaneously, and model heterogeneity. Here, we report heritability analyses for 98 quantitative traits, focusing on facets of personality and cardiovascular function. We also summarize results of bivariate analyses for all pairs of traits and of heterogeneity analyses for each trait. We found a significant genetic component for every trait. On average, genetic effects explained 40% of the variance for 38 blood tests, 51% for five anthropometric measures, 25% for 20 measures of cardiovascular function, and 19% for 35 personality traits. Four traits showed significant evidence for an X-linked component. Bivariate analyses suggested overlapping genetic determinants for many traits, including multiple personality facets and several traits related to the metabolic syndrome; but we found no evidence for shared genetic determinants that might underlie the reported association of some personality traits and cardiovascular risk factors. Models allowing for heterogeneity suggested that, in this cohort, the genetic variance was typically larger in females and in younger individuals, but interesting exceptions were observed. For example, narrow heritability of blood pressure was approximately 26% in individuals more than 42 y old, but only approximately 8% in younger individuals. Despite the heterogeneity in effect sizes, the same loci appear to contribute to variance in young and old, and in males and females. In summary, we find significant evidence for heritability of many medically important traits, including cardiovascular function and personality. Evidence for heterogeneity by age and sex suggests that models allowing for these differences will be important in mapping quantitative traits.

Arne Pfeufer, Aravinda Chakravarti and colleagues from the QTSCD consortium report genetic associations influencing the QT interval duration, a measure of cardiac repolarization which is a risk factor for sudden cardiac death, in five genome-wide association studies. The QT interval, a measure of cardiac repolarization, predisposes to ventricular arrhythmias and sudden cardiac death (SCD) when prolonged or shortened. A common variant in NOS1AP is known to influence repolarization. We analyze genome-wide data from five population-based cohorts (ARIC, KORA, SardiNIA, GenNOVA and HNR) with a total of 15,842 individuals of European ancestry, to confirm the NOS1AP association and identify nine additional loci at P < 5 × 10−8. Four loci map near the monogenic long-QT syndrome genes KCNQ1, KCNH2, SCN5A and KCNJ2. Two other loci include ATP1B1 and PLN, genes with established electrophysiological function, whereas three map to RNF207, near LITAF and within NDRG4-GINS3-SETD6-CNOT1, respectively, all of which have not previously been implicated in cardiac electrophysiology. These results, together with an accompanying paper from the QTGEN consortium, identify new candidate genes for ventricular arrhythmias and SCD.

High serum uric acid levels elevate pro-inflammatory–state gout crystal arthropathy and place individuals at high risk for cardiovascular morbidity and mortality. Genome-wide scans in the genetically isolated Sardinian population identified variants associated with serum uric acid levels as a quantitative trait. They mapped within GLUT9, a Chromosome 4 glucose transporter gene predominantly expressed in liver and kidney. SNP rs6855911 showed the strongest association (p = 1.84 × 10−16), along with eight others (p = 7.75 × 10−16 to 6.05 × 10−11). Individuals homozygous for the rare allele of rs6855911 (minor allele frequency = 0.26) had 0.6 mg/dl less uric acid than those homozygous for the common allele; the results were replicated in an unrelated cohort from Tuscany. Our results suggest that polymorphisms in GLUT9 could affect glucose metabolism and uric acid synthesis and/or renal reabsorption, influencing serum uric acid levels over a wide range of values.

Personality traits are summarized by five broad dimensions with pervasive influences on major life outcomes, strong links to psychiatric disorders and clear heritable components. To identify genetic variants associated with each of the five dimensions of personality we performed a genome-wide association (GWA) scan of 3972 individuals from a genetically isolated population within Sardinia, Italy. On the basis of the analyses of 362 129 single-nucleotide polymorphisms we found several strong signals within or near genes previously implicated in psychiatric disorders. They include the association of neuroticism with SNAP25 (rs362584, P=5 × 10−5), extraversion with BDNF and two cadherin genes (CDH13 and CDH23; Ps<5 × 10−5), openness with CNTNAP2 (rs10251794, P=3 × 10−5), agreeableness with CLOCK (rs6832769, P=9 × 10−6) and conscientiousness with DYRK1A (rs2835731, P=3 × 10−5). Effect sizes were small (less than 1% of variance), and most failed to replicate in the follow-up independent samples (N up to 3903), though the association between agreeableness and CLOCK was supported in two of three replication samples (overall P=2 × 10−5). We infer that a large number of loci may influence personality traits and disorders, requiring larger sample sizes for the GWA approach to confidently identify associated genetic variants.