Despite great progress in identifying genetic variants that influence human disease, most inherited risk remains unexplained. A more complete understanding requires genome-wide studies that fully examine less common alleles in populations with a wide range of ancestry. To inform the design and interpretation of such studies, we genotyped 1.6 million common single nucleotide polymorphisms (SNPs) in 1,184 reference individuals from 11 global populations, and sequenced ten 100-kilobase regions in 692 of these individuals. This integrated data set of common and rare alleles, called ‘HapMap 3’, includes both SNPs and copy number polymorphisms (CNPs). We characterized population-specific differences among low-frequency variants, measured the improvement in imputation accuracy afforded by the larger reference panel, especially in imputing SNPs with a minor allele frequency of ≤5%, and demonstrated the feasibility of imputing newly discovered CNPs and SNPs. This expanded public resource of genome variants in global populations supports deeper interrogation of genomic variation and its role in human disease, and serves as a step towards a high-resolution map of the landscape of human genetic variation. The International HapMap Consortium, established to develop a haplotype map of the human genome describing the common patterns of DNA sequence variation, has now reached its third incarnation. HapMap1, published in 2005 (go.nature.com/gJisDm), contained more than a million SNP (single nucleotide polymorphism) genotypes generated in 269 individuals from four geographically diverse populations. Two years later, HapMap2 (go.nature.com/WttNWX) added more than 2.1 million SNPs to the original map in the same 269 individuals. With the aim of providing a resource for the latest wave of genome-wide studies focused on disease linkages, HapMap3 casts the net wider. About 1.6 million common SNPs were genotyped in 1,184 individuals from 11 global populations, and ten 100-kilobase regions were sequenced in 692 of these individuals. Here, the analysis of 'HapMap 3' is reported — a public data set of genomic variants in human populations. The resource integrates common and rare single nucleotide polymorphisms (SNPs) and copy number polymorphisms (CNPs) from 11 global populations, providing insights into population-specific differences among variants. It also demonstrates the feasibility of imputing newly discovered rare SNPs and CNPs.

Ruth Loos and colleagues report results of a large genome-wide association study for body mass index. They identify 18 new loci associated with this trait, some of which map near key hypothalamic regulators of energy balance. Obesity is globally prevalent and highly heritable, but its underlying genetic factors remain largely elusive. To identify genetic loci for obesity susceptibility, we examined associations between body mass index and ∼2.8 million SNPs in up to 123,865 individuals with targeted follow up of 42 SNPs in up to 125,931 additional individuals. We confirmed 14 known obesity susceptibility loci and identified 18 new loci associated with body mass index (P < 5 × 10−8), one of which includes a copy number variant near GPRC5B. Some loci (at MC4R, POMC, SH2B1 and BDNF) map near key hypothalamic regulators of energy balance, and one of these loci is near GIPR, an incretin receptor. Furthermore, genes in other newly associated loci may provide new insights into human body weight regulation.

In humans, low peak bone mass is a significant risk factor for osteoporosis. We report that LRP5, encoding the low-density lipoprotein receptor-related protein 5, affects bone mass accrual during growth. Mutations in LRP5 cause the autosomal recessive disorder osteoporosis-pseudoglioma syndrome (OPPG). We find that OPPG carriers have reduced bone mass when compared to age- and gender-matched controls. We demonstrate LRP5 expression by osteoblasts in situ and show that LRP5 can transduce Wnt signaling in vitro via the canonical pathway. We further show that a mutant-secreted form of LRP5 can reduce bone thickness in mouse calvarial explant cultures. These data indicate that Wnt-mediated signaling via LRP5 affects bone accrual during growth and is important for the establishment of peak bone mass.

The genetics of schizophrenia and other mental disorders are complex and poorly understood, and made even harder to study because reduced reproduction rates result in negative selection pressure on risk alleles. To date, some copy number variations have been linked to schizophrenia but the studies have been relatively small. Now two independent large-scale genome-wide studies of thousands of patients and controls by two international consortia confirm a previously identified locus but also reveal novel associations. In the first study, a collaboration between SGENE and partners, de novo (spontaneous) copy number variants are reported on chromosomes 1 and 15. In the second study, by the International Schizophrenia Consortium, deletions were also reported on these chromosomes, as was greater overall frequency of copy number variation in the genome. The genetics of schizophrenia and other mental disorders are complex and poorly understood, and made even harder to study due to reduced reproduction resulting in negative selection pressure on risk alleles. Two independent large-scale genome wide studies of thousands of patients and controls by two international consortia confirm a previously identified locus, but also reveal novel associations. In this study, de novo (spontaneous) copy number variants are reported on chromosomes 1 and 15. Reduced fecundity, associated with severe mental disorders1, places negative selection pressure on risk alleles and may explain, in part, why common variants have not been found that confer risk of disorders such as autism2, schizophrenia3 and mental retardation4. Thus, rare variants may account for a larger fraction of the overall genetic risk than previously assumed. In contrast to rare single nucleotide mutations, rare copy number variations (CNVs) can be detected using genome-wide single nucleotide polymorphism arrays. This has led to the identification of CNVs associated with mental retardation4,5 and autism2. In a genome-wide search for CNVs associating with schizophrenia, we used a population-based sample to identify de novo CNVs by analysing 9,878 transmissions from parents to offspring. The 66 de novo CNVs identified were tested for association in a sample of 1,433 schizophrenia cases and 33,250 controls. Three deletions at 1q21.1, 15q11.2 and 15q13.3 showing nominal association with schizophrenia in the first sample (phase I) were followed up in a second sample of 3,285 cases and 7,951 controls (phase II). All three deletions significantly associate with schizophrenia and related psychoses in the combined sample. The identification of these rare, recurrent risk variants, having occurred independently in multiple founders and being subject to negative selection, is important in itself. CNV analysis may also point the way to the identification of additional and more prevalent risk variants in genes and pathways involved in schizophrenia.

Based on its symptoms, schizophrenia has been considered a discrete disease, and yet genome-wide association studies for copy number variations (CNVs) associated with the disease have revealed that some CNVs confer high relative risk of schizophrenia but also of other psychiatric disorders. But CNVs can affect several genes. Now, a genome-wide association of single nucleotide polymorphisms (SNPs) using data from several large genome-wide scans reveals significant associations to individual loci that implicate immunity, brain development, memory and cognition in predisposition to schizophrenia. Here, in the first of three papers on the genetics of schizophrenia, a genome-wide association study of single nucleotide polymorphisms using data from several large genome-wide scans reveals significant associations to individual loci that implicate perturbations in immunity, brain development, memory and cognition in the predisposition to schizophrenia. Schizophrenia is a complex disorder, caused by both genetic and environmental factors and their interactions. Research on pathogenesis has traditionally focused on neurotransmitter systems in the brain, particularly those involving dopamine. Schizophrenia has been considered a separate disease for over a century, but in the absence of clear biological markers, diagnosis has historically been based on signs and symptoms. A fundamental message emerging from genome-wide association studies of copy number variations (CNVs) associated with the disease is that its genetic basis does not necessarily conform to classical nosological disease boundaries. Certain CNVs confer not only high relative risk of schizophrenia but also of other psychiatric disorders1,2,3. The structural variations associated with schizophrenia can involve several genes and the phenotypic syndromes, or the ‘genomic disorders’, have not yet been characterized4. Single nucleotide polymorphism (SNP)-based genome-wide association studies with the potential to implicate individual genes in complex diseases may reveal underlying biological pathways. Here we combined SNP data from several large genome-wide scans and followed up the most significant association signals. We found significant association with several markers spanning the major histocompatibility complex (MHC) region on chromosome 6p21.3-22.1, a marker located upstream of the neurogranin gene (NRGN) on 11q24.2 and a marker in intron four of transcription factor 4 (TCF4) on 18q21.2. Our findings implicating the MHC region are consistent with an immune component to schizophrenia risk, whereas the association with NRGN and TCF4 points to perturbation of pathways involved in brain development, memory and cognition.

Sekar Kathiresan et al. report genome-wide association studies for polygenic dyslipidemia. From a meta-analysis of seven genome-wide association studies and follow-up in five replication studies, they identify 11 new genetic associations for LDL cholesterol, HDL cholesterol and triglycerides. Blood low-density lipoprotein (LDL) cholesterol, high-density lipoprotein (HDL) cholesterol and triglyceride levels are risk factors for cardiovascular disease. To dissect the polygenic basis of these traits, we conducted genome-wide association screens in 19,840 individuals and replication in up to 20,623 individuals. We identified 30 distinct loci associated with lipoprotein concentrations (each with P < 5 × 10−8), including 11 loci that reached genome-wide significance for the first time. The 11 newly defined loci include common variants associated with LDL cholesterol near ABCG8, MAFB, HNF1A and TIMD4; with HDL cholesterol near ANGPTL4, FADS1-FADS2-FADS3, HNF4A, LCAT, PLTP and TTC39B; and with triglycerides near AMAC1L2, FADS1-FADS2-FADS3 and PLTP. The proportion of individuals exceeding clinical cut points for high LDL cholesterol, low HDL cholesterol and high triglycerides varied according to an allelic dosage score (P < 10−15 for each trend). These results suggest that the cumulative effect of multiple common variants contributes to polygenic dyslipidemia.

Christopher Newton-Cheh and colleagues report a genome-wide association study for blood pressure traits as part of the Global BPgen consortium. They report eight loci with replicated association to systolic and/or diastolic blood pressure, with each also showing association to hypertension. Elevated blood pressure is a common, heritable cause of cardiovascular disease worldwide. To date, identification of common genetic variants influencing blood pressure has proven challenging. We tested 2.5 million genotyped and imputed SNPs for association with systolic and diastolic blood pressure in 34,433 subjects of European ancestry from the Global BPgen consortium and followed up findings with direct genotyping (N ≤ 71,225 European ancestry, N ≤ 12,889 Indian Asian ancestry) and in silico comparison (CHARGE consortium, N = 29,136). We identified association between systolic or diastolic blood pressure and common variants in eight regions near the CYP17A1 (P = 7 × 10−24), CYP1A2 (P = 1 × 10−23), FGF5 (P = 1 × 10−21), SH2B3 (P = 3 × 10−18), MTHFR (P = 2 × 10−13), c10orf107 (P = 1 × 10−9), ZNF652 (P = 5 × 10−9) and PLCD3 (P = 1 × 10−8) genes. All variants associated with continuous blood pressure were associated with dichotomous hypertension. These associations between common variants and blood pressure and hypertension offer mechanistic insights into the regulation of blood pressure and may point to novel targets for interventions to prevent cardiovascular disease.

Schizophrenia is a common disorder with high heritability and a 10-fold increase in risk to siblings of probands. Replication has been inconsistent for reports of significant genetic linkage. To assess evidence for linkage across studies, rank-based genome scan meta-analysis (GSMA) was applied to data from 20 schizophrenia genome scans. Each marker for each scan was assigned to 1 of 120 30-cM bins, with the bins ranked by linkage scores (1 = most significant) and the ranks averaged across studies (Ravg) and then weighted for sample size ( N[affected cases]). A permutation test was used to compute the probability of observing, by chance, each bin’s average rank (PAvgRnk) or of observing it for a bin with the same place (first, second, etc.) in the order of average ranks in each permutation (Pord). The GSMA produced significant genomewide evidence for linkage on chromosome 2q (PAvgRnk<.000417). Two aggregate criteria for linkage were also met (clusters of nominally significant P values that did not occur in 1,000 replicates of the entire data set with no linkage present): 12 consecutive bins with both PAvgRnk and Pord<.05, including regions of chromosomes 5q, 3p, 11q, 6p, 1q, 22q, 8p, 20q, and 14p, and 19 consecutive bins with Pord<.05, additionally including regions of chromosomes 16q, 18q, 10p, 15q, 6q, and 17q. There is greater consistency of linkage results across studies than has been previously recognized. The results suggest that some or all of these regions contain loci that increase susceptibility to schizophrenia in diverse populations. Schizophrenia is a common disorder with high heritability and a 10-fold increase in risk to siblings of probands. Replication has been inconsistent for reports of significant genetic linkage. To assess evidence for linkage across studies, rank-based genome scan meta-analysis (GSMA) was applied to data from 20 schizophrenia genome scans. Each marker for each scan was assigned to 1 of 120 30-cM bins, with the bins ranked by linkage scores (1 = most significant) and the ranks averaged across studies (Ravg) and then weighted for sample size ( N[affected cases]). A permutation test was used to compute the probability of observing, by chance, each bin’s average rank (PAvgRnk) or of observing it for a bin with the same place (first, second, etc.) in the order of average ranks in each permutation (Pord). The GSMA produced significant genomewide evidence for linkage on chromosome 2q (PAvgRnk<.000417). Two aggregate criteria for linkage were also met (clusters of nominally significant P values that did not occur in 1,000 replicates of the entire data set with no linkage present): 12 consecutive bins with both PAvgRnk and Pord<.05, including regions of chromosomes 5q, 3p, 11q, 6p, 1q, 22q, 8p, 20q, and 14p, and 19 consecutive bins with Pord<.05, additionally including regions of chromosomes 16q, 18q, 10p, 15q, 6q, and 17q. There is greater consistency of linkage results across studies than has been previously recognized. The results suggest that some or all of these regions contain loci that increase susceptibility to schizophrenia in diverse populations.

Richard Trembath, Peter Donnelly and colleagues report a genome-wide association study identifying six new psoriasis susceptibility loci. They also identify a statistical interaction between HLA-C and ERAP1 in psoriasis susceptibility. To identify new susceptibility loci for psoriasis, we undertook a genome-wide association study of 594,224 SNPs in 2,622 individuals with psoriasis and 5,667 controls. We identified associations at eight previously unreported genomic loci. Seven loci harbored genes with recognized immune functions (IL28RA, REL, IFIH1, ERAP1, TRAF3IP2, NFKBIA and TYK2). These associations were replicated in 9,079 European samples (six loci with a combined P < 5 × 10−8 and two loci with a combined P < 5 × 10−7). We also report compelling evidence for an interaction between the HLA-C and ERAP1 loci (combined P = 6.95 × 10−6). ERAP1 plays an important role in MHC class I peptide processing. ERAP1 variants only influenced psoriasis susceptibility in individuals carrying the HLA-C risk allele. Our findings implicate pathways that integrate epidermal barrier dysfunction with innate and adaptive immune dysregulation in psoriasis pathogenesis.

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.