Trait-associated genetic variants affect complex phenotypes primarily via regulatory mechanisms on the transcriptome. To investigate the genetics of gene expression, we performed cis- and trans-expression quantitative trait locus (eQTL) analyses using blood-derived expression from 31,684 individuals through the eQTLGen Consortium. We detected cis-eQTL for 88% of genes, and these were replicable in numerous tissues. Distal trans-eQTL (detected for 37% of 10,317 trait-associated variants tested) showed lower replication rates, partially due to low replication power and confounding by cell type composition. However, replication analyses in single-cell RNA-seq data prioritized intracellular trans-eQTL. Trans-eQTL exerted their effects via several mechanisms, primarily through regulation by transcription factors. Expression of 13% of the genes correlated with polygenic scores for 1,263 phenotypes, pinpointing potential drivers for those traits. In summary, this work represents a large eQTL resource, and its results serve as a starting point for in-depth interpretation of complex phenotypes. Analyses of expression profiles from whole blood of 31,684 individuals identify cis-expression quantitative trait loci (eQTL) effects for 88% of genes and trans-eQTL effects for 37% of trait-associated variants.

We report genome-wide ancient DNA from 44 ancient Near Easterners ranging in time between ~12,000 and 1,400 bc, from Natufian hunter–gatherers to Bronze Age farmers. We show that the earliest populations of the Near East derived around half their ancestry from a ‘Basal Eurasian’ lineage that had little if any Neanderthal admixture and that separated from other non-African lineages before their separation from each other. The first farmers of the southern Levant (Israel and Jordan) and Zagros Mountains (Iran) were strongly genetically differentiated, and each descended from local hunter–gatherers. By the time of the Bronze Age, these two populations and Anatolian-related farmers had mixed with each other and with the hunter–gatherers of Europe to greatly reduce genetic differentiation. The impact of the Near Eastern farmers extended beyond the Near East: farmers related to those of Anatolia spread westward into Europe; farmers related to those of the Levant spread southward into East Africa; farmers related to those of Iran spread northward into the Eurasian steppe; and people related to both the early farmers of Iran and to the pastoralists of the Eurasian steppe spread eastward into South Asia. Analysis of DNA from ancient individuals of the Near East documents the extreme substructure among the populations which transitioned to farming, a structure that was maintained throughout the transition from hunter–gatherer to farmer but that broke down over the next five thousand years. David Reich and colleagues report the genomic analysis of samples from 44 individuals who lived from around 12,000 to 1,400 BC in Near East regions, including modern Armenia, Turkey, Israel and Jordan. The analyses provide insights into demographics of the human populations that transitioned to farming.

Chronic kidney disease (CKD) is a significant public health problem, and recent genetic studies have identified common CKD susceptibility variants. The CKDGen consortium performed a meta-analysis of genome-wide association data in 67,093 individuals of European ancestry from 20 predominantly population-based studies in order to identify new susceptibility loci for reduced renal function as estimated by serum creatinine (eGFRcrea), serum cystatin c (eGFRcys) and CKD (eGFRcrea < 60 ml/min/1.73 m(2); n = 5,807 individuals with CKD (cases)). Follow-up of the 23 new genome-wide-significant loci (P < 5 x 10(-8)) in 22,982 replication samples identified 13 new loci affecting renal function and CKD (in or near LASS2, GCKR, ALMS1, TFDP2, DAB2, SLC34A1, VEGFA, PRKAG2, PIP5K1B, ATXN2, DACH1, UBE2Q2 and SLC7A9) and 7 loci suspected to affect creatinine production and secretion (CPS1, SLC22A2, TMEM60, WDR37, SLC6A13, WDR72 and BCAS3). These results further our understanding of the biologic mechanisms of kidney function by identifying loci that potentially influence nephrogenesis, podocyte function, angiogenesis, solute transport and metabolic functions of the kidney.

Kari Stefansson and colleagues report genome-wide meta-analyses for association to smoking behaviors within the population cohorts of the ENGAGE consortium. They report three loci associated to cigarettes smoked per day. Smoking is a common risk factor for many diseases1. We conducted genome-wide association meta-analyses for the number of cigarettes smoked per day (CPD) in smokers (n = 31,266) and smoking initiation (n = 46,481) using samples from the ENGAGE Consortium. In a second stage, we tested selected SNPs with in silico replication in the Tobacco and Genetics (TAG) and Glaxo Smith Kline (Ox-GSK) consortia cohorts (n = 45,691 smokers) and assessed some of those in a third sample of European ancestry (n = 9,040). Variants in three genomic regions associated with CPD (P < 5 × 10−8), including previously identified SNPs at 15q25 represented by rs1051730[A] (effect size = 0.80 CPD, P = 2.4 × 10−69), and SNPs at 19q13 and 8p11, represented by rs4105144[C] (effect size = 0.39 CPD, P = 2.2 × 10−12) and rs6474412-T (effect size = 0.29 CPD, P = 1.4 × 10−8), respectively. Among the genes at the two newly associated loci are genes encoding nicotine-metabolizing enzymes (CYP2A6 and CYP2B6) and nicotinic acetylcholine receptor subunits (CHRNB3 and CHRNA6), all of which have been highlighted in previous studies of smoking and nicotine dependence2,3,4. Nominal associations with lung cancer were observed at both 8p11 (rs6474412[T], odds ratio (OR) = 1.09, P = 0.04) and 19q13 (rs4105144[C], OR = 1.12, P = 0.0006).

The genetic architecture of human reproductive behavior-age at first birth (AFB) and number of children ever born (NEB)-has a strong relationship with fitness, human development, infertility and risk of neuropsychiatric disorders. However, very few genetic loci have been identified, and the underlying mechanisms of AFB and NEB are poorly understood. We report a large genome-wide association study of both sexes including 251,151 individuals for AFB and 343,072 individuals for NEB. We identified 12 independent loci that are significantly associated with AFB and/or NEB in a SNP-based genome-wide association study and 4 additional loci associated in a gene-based effort. These loci harbor genes that are likely to have a role, either directly or by affecting non-local gene expression, in human reproduction and infertility, thereby increasing understanding of these complex traits.

Birth weight within the normal range is associated with a variety of adult-onset diseases, but the mechanisms behind these associations are poorly understood. Previous genome-wide association studies of birth weight identified a variant in the ADCY5 gene associated both with birth weight and type 2 diabetes and a second variant, near CCNL1, with no obvious link to adult traits. In an expanded genome-wide association meta-analysis and follow-up study of birth weight (of up to 69,308 individuals of European descent from 43 studies), we have now extended the number of loci associated at genome-wide significance to 7, accounting for a similar proportion of variance as maternal smoking. Five of the loci are known to be associated with other phenotypes: ADCY5 and CDKAL1 with type 2 diabetes, ADRB1 with adult blood pressure and HMGA2 and LCORL with adult height. Our findings highlight genetic links between fetal growth and postnatal growth and metabolism.

The LIFE-Adult-Study is a population-based cohort study, which has recently completed the baseline examination of 10,000 randomly selected participants from Leipzig, a major city with 550,000 inhabitants in the east of Germany. It is the first study of this kind and size in an urban population in the eastern part of Germany. The study is conducted by the Leipzig Research Centre for Civilization Diseases (LIFE). Our objective is to investigate prevalences, early onset markers, genetic predispositions, and the role of lifestyle factors of major civilization diseases, with primary focus on metabolic and vascular diseases, heart function, cognitive impairment, brain function, depression, sleep disorders and vigilance dysregulation, retinal and optic nerve degeneration, and allergies. The study covers a main age range from 40-79 years with particular deep phenotyping in elderly participants above the age of 60. The baseline examination was conducted from August 2011 to November 2014. All participants underwent an extensive core assessment programme (5-6 h) including structured interviews, questionnaires, physical examinations, and biospecimen collection. Participants over 60 underwent two additional assessment programmes (3-4 h each) on two separate visits including deeper cognitive testing, brain magnetic resonance imaging, diagnostic interviews for depression, and electroencephalography. The participation rate was 33 %. The assessment programme was accepted well and completely passed by almost all participants. Biomarker analyses have already been performed in all participants. Genotype, transcriptome and metabolome analyses have been conducted in subgroups. The first follow-up examination will commence in 2016.

Alcohol consumption is a moderately heritable trait, but the genetic basis in humans is largely unknown, despite its clinical and societal importance. We report a genome-wide association study meta-analysis of ∼2.5 million directly genotyped or imputed SNPs with alcohol consumption (gram per day per kilogram body weight) among 12 population-based samples of European ancestry, comprising 26,316 individuals, with replication genotyping in an additional 21,185 individuals. SNP rs6943555 in autism susceptibility candidate 2 gene ( AUTS2 ) was associated with alcohol consumption at genome-wide significance ( P = 4 × 10 −8 to P = 4 × 10 −9 ). We found a genotype-specific expression of AUTS2 in 96 human prefrontal cortex samples ( P = 0.026) and significant ( P < 0.017) differences in expression of AUTS2 in whole-brain extracts of mice selected for differences in voluntary alcohol consumption. Down-regulation of an AUTS2 homolog caused reduced alcohol sensitivity in Drosophila ( P < 0.001). Our finding of a regulator of alcohol consumption adds knowledge to our understanding of genetic mechanisms influencing alcohol drinking behavior.

OBJECTIVE Recent genome-wide association studies have revealed loci associated with glucose and insulin-related traits. We aimed to characterize 19 such loci using detailed measures of insulin processing, secretion, and sensitivity to help elucidate their role in regulation of glucose control, insulin secretion and/or action. RESEARCH DESIGN AND METHODS We investigated associations of loci identified by the Meta-Analyses of Glucose and Insulin-related traits Consortium (MAGIC) with circulating proinsulin, measures of insulin secretion and sensitivity from oral glucose tolerance tests (OGTTs), euglycemic clamps, insulin suppression tests, or frequently sampled intravenous glucose tolerance tests in nondiabetic humans (n = 29,084). RESULTS The glucose-raising allele in MADD was associated with abnormal insulin processing (a dramatic effect on higher proinsulin levels, but no association with insulinogenic index) at extremely persuasive levels of statistical significance (P = 2.1 × 10−71). Defects in insulin processing and insulin secretion were seen in glucose-raising allele carriers at TCF7L2, SCL30A8, GIPR, and C2CD4B. Abnormalities in early insulin secretion were suggested in glucose-raising allele carriers at MTNR1B, GCK, FADS1, DGKB, and PROX1 (lower insulinogenic index; no association with proinsulin or insulin sensitivity). Two loci previously associated with fasting insulin (GCKR and IGF1) were associated with OGTT-derived insulin sensitivity indices in a consistent direction. CONCLUSIONS Genetic loci identified through their effect on hyperglycemia and/or hyperinsulinemia demonstrate considerable heterogeneity in associations with measures of insulin processing, secretion, and sensitivity. Our findings emphasize the importance of detailed physiological characterization of such loci for improved understanding of pathways associated with alterations in glucose homeostasis and eventually type 2 diabetes.

Abstract Genome-wide association studies (GWAS) have identified thousands of variants associated with complex traits, but their biological interpretation often remains unclear. Most of these variants overlap with expression QTLs, indicating their potential involvement in regulation of gene expression. Here, we propose a transcriptome-wide summary statistics-based Mendelian Randomization approach (TWMR) that uses multiple SNPs as instruments and multiple gene expression traits as exposures, simultaneously. Applied to 43 human phenotypes, it uncovers 3,913 putatively causal gene–trait associations, 36% of which have no genome-wide significant SNP nearby in previous GWAS. Using independent association summary statistics, we find that the majority of these loci were missed by GWAS due to power issues. Noteworthy among these links is educational attainment-associated BSCL2 , known to carry mutations leading to a Mendelian form of encephalopathy. We also find pleiotropic causal effects suggestive of mechanistic connections. TWMR better accounts for pleiotropy and has the potential to identify biological mechanisms underlying complex traits.