The molecular mechanisms involved in the development of type 2 diabetes are poorly understood. Starting from genome-wide genotype data for 1924 diabetic cases and 2938 population controls generated by the Wellcome Trust Case Control Consortium, we set out to detect replicated diabetes association signals through analysis of 3757 additional cases and 5346 controls and by integration of our findings with equivalent data from other international consortia. We detected diabetes susceptibility loci in and around the genes CDKAL1 , CDKN2A/CDKN2B , and IGF2BP2 and confirmed the recently described associations at HHEX/IDE and SLC30A8 . Our findings provide insight into the genetic architecture of type 2 diabetes, emphasizing the contribution of multiple variants of modest effect. The regions identified underscore the importance of pathways influencing pancreatic beta cell development and function in the etiology of type 2 diabetes.

Coronary artery disease (CAD) is the commonest cause of death. Here, we report an association analysis in 63,746 CAD cases and 130,681 controls identifying 15 loci reaching genome-wide significance, taking the number of susceptibility loci for CAD to 46, and a further 104 independent variants (r(2) < 0.2) strongly associated with CAD at a 5% false discovery rate (FDR). Together, these variants explain approximately 10.6% of CAD heritability. Of the 46 genome-wide significant lead SNPs, 12 show a significant association with a lipid trait, and 5 show a significant association with blood pressure, but none is significantly associated with diabetes. Network analysis with 233 candidate genes (loci at 10% FDR) generated 5 interaction networks comprising 85% of these putative genes involved in CAD. The four most significant pathways mapping to these networks are linked to lipid metabolism and inflammation, underscoring the causal role of these activities in the genetic etiology of CAD. Our study provides insights into the genetic basis of CAD and identifies key biological pathways.

Gonçalo Abecasis and colleagues report associations with fasting plasma glucose levels in a collection of ten genome–wide association scans from the MAGIC consortium. They find variants in the gene encoding melatonin receptor 1B that are associated with fasting glucose levels and, in a meta-analysis of 13 case-control studies, also show association with increased risk of type 2 diabetes. To identify previously unknown genetic loci associated with fasting glucose concentrations, we examined the leading association signals in ten genome-wide association scans involving a total of 36,610 individuals of European descent. Variants in the gene encoding melatonin receptor 1B (MTNR1B) were consistently associated with fasting glucose across all ten studies. The strongest signal was observed at rs10830963, where each G allele (frequency 0.30 in HapMap CEU) was associated with an increase of 0.07 (95% CI = 0.06–0.08) mmol/l in fasting glucose levels (P = 3.2 × 10−50) and reduced beta-cell function as measured by homeostasis model assessment (HOMA-B, P = 1.1 × 10−15). The same allele was associated with an increased risk of type 2 diabetes (odds ratio = 1.09 (1.05–1.12), per G allele P = 3.3 × 10−7) in a meta-analysis of 13 case-control studies totaling 18,236 cases and 64,453 controls. Our analyses also confirm previous associations of fasting glucose with variants at the G6PC2 (rs560887, P = 1.1 × 10−57) and GCK (rs4607517, P = 1.0 × 10−25) loci.

Martin Tobin and colleagues present genome-wide association studies for pulmonary function as part of the SpiroMeta consortium. Pulmonary function measures are heritable traits that predict morbidity and mortality and define chronic obstructive pulmonary disease (COPD). We tested genome-wide association with forced expiratory volume in 1 s (FEV1) and the ratio of FEV1 to forced vital capacity (FVC) in the SpiroMeta consortium (n = 20,288 individuals of European ancestry). We conducted a meta-analysis of top signals with data from direct genotyping (n ≤ 32,184 additional individuals) and in silico summary association data from the CHARGE Consortium (n = 21,209) and the Health 2000 survey (n ≤ 883). We confirmed the reported locus at 4q31 and identified associations with FEV1 or FEV1/FVC and common variants at five additional loci: 2q35 in TNS1 (P = 1.11 × 10−12), 4q24 in GSTCD (2.18 × 10−23), 5q33 in HTR4 (P = 4.29 × 10−9), 6p21 in AGER (P = 3.07 × 10−15) and 15q23 in THSD4 (P = 7.24 × 10−15). mRNA analyses showed expression of TNS1, GSTCD, AGER, HTR4 and THSD4 in human lung tissue. These associations offer mechanistic insight into pulmonary function regulation and indicate potential targets for interventions to alleviate respiratory disease.

Intensive insulin treatment effectively delays the onset and slows the progression of microvascular complications in insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM). Variable adherence to insulin treatment is thought to contribute to poor glycaemic control, diabetic ketoacidosis, and brittle diabetes in adolescents and young adults with IDDM. We assessed the association between the prescribed insulin dose and the amount dispensed from all community pharmacies with the Diabetes Audit and Research in Tayside Scotland (DARTS) database.We studied 89 patients, mean age 16 (SD 7) years, diabetes duration 8 (4) years, and glycosylated haemoglobin (HbA1c) 8.4 (1.9)%, who attended a teaching hospital paediatric or young-adult diabetes clinic in 1993 and 1994. The medically recommended insulin dose and cumulative volume of insulin prescriptions supplied were used to calculate the days of maximum possible insulin coverage per annum, expressed as the adherence index. Associations between glycaemic control (HbA1c), episodes of diabetic ketoacidosis, and all hospital admissions for acute complications and the adherence index were modelled.Insulin was prescribed at 48 (19) IU/day and mean insulin collected from pharmacies was 58 (25) IU/day, 25 (28%) of the 89 patients obtained less insulin than their prescribed dose (mean deficit 115 (68; range 9-246] insulin days/annum). There was a significant inverse association between HbA1c and the adherence index (R2 = 0.39; p < 0.001). In the top quartile (HbA1c > 10%), 14 (64%) of individuals had an adherence index suggestive of a missed dose of insulin (mean deficit 55 insulin days/annum). There were 36 admissions for complications related to diabetes. The adherence index was inversely related to hospital admissions for diabetic ketoacidosis (p < 0.001) and all hospital admissions related to acute diabetes complications (p = 0.008). The deterioration in glycaemic control observed in patients aged 10-20 years was associated with a significant reduction (p = 0.01) in the adherence index.We found direct evidence of poor compliance with insulin therapy in young patients with IDDM. We suggest that poor adherence to insulin treatment is the major factor that contributes to long-term poor glycaemic control and diabetic ketoacidosis in this age group.

Ewan Pearson and colleagues report a genome-wide association study for glycemic response to metformin in individuals with type 2 diabetes. They identify variants near ATM associated with treatment success. Metformin is the most commonly used pharmacological therapy for type 2 diabetes. We report a genome-wide association study for glycemic response to metformin in 1,024 Scottish individuals with type 2 diabetes with replication in two cohorts including 1,783 Scottish individuals and 1,113 individuals from the UK Prospective Diabetes Study. In a combined meta-analysis, we identified a SNP, rs11212617, associated with treatment success (n = 3,920, P = 2.9 × 10−9, odds ratio = 1.35, 95% CI 1.22–1.49) at a locus containing ATM, the ataxia telangiectasia mutated gene. In a rat hepatoma cell line, inhibition of ATM with KU-55933 attenuated the phosphorylation and activation of AMP-activated protein kinase in response to metformin. We conclude that ATM, a gene known to be involved in DNA repair and cell cycle control, plays a role in the effect of metformin upstream of AMP-activated protein kinase, and variation in this gene alters glycemic response to metformin.

Human height is a classic, highly heritable quantitative trait. To begin to identify genetic variants influencing height, we examined genome-wide association data from 4,921 individuals. Common variants in the HMGA2 oncogene, exemplified by rs1042725, were associated with height (P = 4 × 10−8). HMGA2 is also a strong biological candidate for height, as rare, severe mutations in this gene alter body size in mice and humans, so we tested rs1042725 in additional samples. We confirmed the association in 19,064 adults from four further studies (P = 3 × 10−11, overall P = 4 × 10−16, including the genome-wide association data). We also observed the association in children (P = 1 × 10−6, N = 6,827) and a tall/short case-control study (P = 4 × 10−6, N = 3,207). We estimate that rs1042725 explains ∼0.3% of population variation in height (∼0.4 cm increased adult height per C allele). There are few examples of common genetic variants reproducibly associated with human quantitativetraits; these results represent, to our knowledge, the first consistently replicated association with adult and childhood height.

Martin Tobin and colleagues report a meta-analysis of 23 genome-wide association studies for pulmonary function. They identify 16 loci newly associated with variation in two cross-sectional measures of lung function, used to define airway obstruction and to grade the severity of obstruction. Pulmonary function measures reflect respiratory health and are used in the diagnosis of chronic obstructive pulmonary disease. We tested genome-wide association with forced expiratory volume in 1 second and the ratio of forced expiratory volume in 1 second to forced vital capacity in 48,201 individuals of European ancestry with follow up of the top associations in up to an additional 46,411 individuals. We identified new regions showing association (combined P < 5 × 10−8) with pulmonary function in or near MFAP2, TGFB2, HDAC4, RARB, MECOM (also known as EVI1), SPATA9, ARMC2, NCR3, ZKSCAN3, CDC123, C10orf11, LRP1, CCDC38, MMP15, CFDP1 and KCNE2. Identification of these 16 new loci may provide insight into the molecular mechanisms regulating pulmonary function and into molecular targets for future therapy to alleviate reduced lung function.

Common diseases such as type 2 diabetes are phenotypically heterogeneous. Obesity is a major risk factor for type 2 diabetes, but patients vary appreciably in body mass index. We hypothesized that the genetic predisposition to the disease may be different in lean (BMI<25 Kg/m²) compared to obese cases (BMI≥30 Kg/m²). We performed two case-control genome-wide studies using two accepted cut-offs for defining individuals as overweight or obese. We used 2,112 lean type 2 diabetes cases (BMI<25 kg/m²) or 4,123 obese cases (BMI≥30 kg/m²), and 54,412 un-stratified controls. Replication was performed in 2,881 lean cases or 8,702 obese cases, and 18,957 un-stratified controls. To assess the effects of known signals, we tested the individual and combined effects of SNPs representing 36 type 2 diabetes loci. After combining data from discovery and replication datasets, we identified two signals not previously reported in Europeans. A variant (rs8090011) in the LAMA1 gene was associated with type 2 diabetes in lean cases (P = 8.4×10⁻⁹, OR = 1.13 [95% CI 1.09-1.18]), and this association was stronger than that in obese cases (P = 0.04, OR = 1.03 [95% CI 1.00-1.06]). A variant in HMG20A--previously identified in South Asians but not Europeans--was associated with type 2 diabetes in obese cases (P = 1.3×10⁻⁸, OR = 1.11 [95% CI 1.07-1.15]), although this association was not significantly stronger than that in lean cases (P = 0.02, OR = 1.09 [95% CI 1.02-1.17]). For 36 known type 2 diabetes loci, 29 had a larger odds ratio in the lean compared to obese (binomial P = 0.0002). In the lean analysis, we observed a weighted per-risk allele OR = 1.13 [95% CI 1.10-1.17], P = 3.2×10⁻¹⁴. This was larger than the same model fitted in the obese analysis where the OR = 1.06 [95% CI 1.05-1.08], P = 2.2×10⁻¹⁶. This study provides evidence that stratification of type 2 diabetes cases by BMI may help identify additional risk variants and that lean cases may have a stronger genetic predisposition to type 2 diabetes.

Genome-wide association studies have so far identified 56 loci associated with risk of coronary artery disease (CAD). Many CAD loci show pleiotropy; that is, they are also associated with other diseases or traits. This study sought to systematically test if genetic variants identified for non-CAD diseases/traits also associate with CAD and to undertake a comprehensive analysis of the extent of pleiotropy of all CAD loci. In discovery analyses involving 42,335 CAD cases and 78,240 control subjects we tested the association of 29,383 common (minor allele frequency >5%) single nucleotide polymorphisms available on the exome array, which included a substantial proportion of known or suspected single nucleotide polymorphisms associated with common diseases or traits as of 2011. Suggestive association signals were replicated in an additional 30,533 cases and 42,530 control subjects. To evaluate pleiotropy, we tested CAD loci for association with cardiovascular risk factors (lipid traits, blood pressure phenotypes, body mass index, diabetes, and smoking behavior), as well as with other diseases/traits through interrogation of currently available genome-wide association study catalogs. We identified 6 new loci associated with CAD at genome-wide significance: on 2q37 (KCNJ13-GIGYF2), 6p21 (C2), 11p15 (MRVI1-CTR9), 12q13 (LRP1), 12q24 (SCARB1), and 16q13 (CETP). Risk allele frequencies ranged from 0.15 to 0.86, and odds ratio per copy of the risk allele ranged from 1.04 to 1.09. Of 62 new and known CAD loci, 24 (38.7%) showed statistical association with a traditional cardiovascular risk factor, with some showing multiple associations, and 29 (47%) showed associations at p < 1 × 10−4 with a range of other diseases/traits. We identified 6 loci associated with CAD at genome-wide significance. Several CAD loci show substantial pleiotropy, which may help us understand the mechanisms by which these loci affect CAD risk.