Philip De Jager and colleagues report results of a large genome-wide association and replication study for multiple sclerosis. The work uncovers three new susceptibility loci for MS, including common and rare variants at TNFRSF1A and common variants at IRF8 and CD6. We report the results of a meta-analysis of genome-wide association scans for multiple sclerosis (MS) susceptibility that includes 2,624 subjects with MS and 7,220 control subjects. Replication in an independent set of 2,215 subjects with MS and 2,116 control subjects validates new MS susceptibility loci at TNFRSF1A (combined P = 1.59 × 10−11), IRF8 (P = 3.73 × 10−9) and CD6 (P = 3.79 × 10−9). TNFRSF1A harbors two independent susceptibility alleles: rs1800693 is a common variant with modest effect (odds ratio = 1.2), whereas rs4149584 is a nonsynonymous coding polymorphism of low frequency but with stronger effect (allele frequency = 0.02; odds ratio = 1.6). We also report that the susceptibility allele near IRF8, which encodes a transcription factor known to function in type I interferon signaling, is associated with higher mRNA expression of interferon-response pathway genes in subjects with MS.

To identify single-nucleotide polymorphisms (SNPs) associated with risk and age at onset of Alzheimer disease (AD) in a genomewide association study of 469 438 SNPs.Case-control study with replication.Memory referral clinics in Canada and the United Kingdom.The hypothesis-generating data set consisted of 753 individuals with AD by National Institute of Neurological and Communicative Diseases and Stroke/Alzheimer's Disease and Related Disorders Association criteria recruited from 9 memory referral clinics in Canada and 736 ethnically matched control subjects; control subjects were recruited from nonbiological relatives, friends, or spouses of the patients and did not exhibit cognitive impairment by history or cognitive testing. The follow-up data set consisted of 418 AD cases and 249 nondemented control cases from the United Kingdom Medical Research Council Genetic Resource for Late-Onset AD recruited from clinics at Cardiff University, Cardiff, Wales, and King's College London, London, England.Odds ratios and 95% confidence intervals for association of SNPs with AD by logistic regression adjusted for age, sex, education, study site, and French Canadian ancestry (for the Canadian data set). Hazard ratios and 95% confidence intervals from Cox proportional hazards regression for age at onset with similar covariate adjustments.Unadjusted, SNP RS4420638 within APOC1 was strongly associated with AD due entirely to linkage disequilibrium with APOE. In the multivariable adjusted analyses, 3 SNPs within the top 120 by P value in the logistic analysis and 1 in the Cox analysis of the Canadian data set provided additional evidence for association at P< .05 within the United Kingdom Medical Research Council data set: RS7019241 (GOLPH2), RS10868366 (GOLPH2), RS9886784 (chromosome 9), and RS10519262 (intergenic between ATP8B4 and SLC27A2).Our genomewide association analysis again identified the APOE linkage disequilibrium region as the strongest genetic risk factor for AD. This could be a consequence of the coevolution of more than 1 susceptibility allele, such as APOC1, in this region. We also provide new evidence for additional candidate genetic risk factors for AD that can be tested in further studies.

Multiple sclerosis (MS), a chronic disorder of the central nervous system and common cause of neurological disability in young adults, is characterized by moderate but complex risk heritability. Here we report the results of a genome-wide association study performed in a 1000 prospective case series of well-characterized individuals with MS and group-matched controls using the Sentrix® HumanHap550 BeadChip platform from Illumina. After stringent quality control data filtering, we compared allele frequencies for 551 642 SNPs in 978 cases and 883 controls and assessed genotypic influences on susceptibility, age of onset, disease severity, as well as brain lesion load and normalized brain volume from magnetic resonance imaging exams. A multi-analytical strategy identified 242 susceptibility SNPs exceeding established thresholds of significance, including 65 within the MHC locus in chromosome 6p21.3. Independent replication confirms a role for GPC5, a heparan sulfate proteoglycan, in disease risk. Gene ontology-based analysis shows a functional dichotomy between genes involved in the susceptibility pathway and those affecting the clinical phenotype.

Genome-wide association studies (GWAS) testing several hundred thousand SNPs have been performed in multiple sclerosis (MS) and other complex diseases. Typically, the number of markers in which the evidence for association exceeds the genome-wide significance threshold is very small, and markers that do not exceed this threshold are generally neglected. Classical statistical analysis of these datasets in MS revealed genes with known immunological functions. However, many of the markers showing modest association may represent false negatives. We hypothesize that certain combinations of genes flagged by these markers can be identified if they belong to a common biological pathway. Here we conduct a pathway-oriented analysis of two GWAS in MS that takes into account all SNPs with nominal evidence of association ( P < 0.05). Gene-wise P -values were superimposed on a human protein interaction network and searches were conducted to identify sub-networks containing a higher proportion of genes associated with MS than expected by chance. These sub-networks, and others generated at random as a control, were categorized for membership of biological pathways. GWAS from eight other diseases were analyzed to assess the specificity of the pathways identified. In the MS datasets, we identified sub-networks of genes from several immunological pathways including cell adhesion, communication and signaling. Remarkably, neural pathways, namely axon-guidance and synaptic potentiation, were also over-represented in MS. In addition to the immunological pathways previously identified, we report here for the first time the potential involvement of neural pathways in MS susceptibility.

Abstract A Saskatchewan multi-incident family was clinically characterized with Parkinson disease (PD) and Lewy body pathology. PD segregates as an autosomal-dominant trait, which could not be ascribed to any known mutation. DNA from three affected members was subjected to exome sequencing. Genome alignment, variant annotation and comparative analyses were used to identify shared coding mutations. Sanger sequencing was performed within the extended family and ethnically matched controls. Subsequent genotyping was performed in a multi-ethnic case–control series consisting of 2928 patients and 2676 control subjects from Canada, Norway, Taiwan, Tunisia, and the USA. A novel mutation in receptor-mediated endocytosis 8/RME-8 (DNAJC13 p.Asn855Ser) was found to segregate with disease. Screening of cases and controls identified four additional patients with the mutation, of which two had familial parkinsonism. All carriers shared an ancestral DNAJC13 p.Asn855Ser haplotype and claimed Dutch–German–Russian Mennonite heritage. DNAJC13 regulates the dynamics of clathrin coats on early endosomes. Cellular analysis shows that the mutation confers a toxic gain-of-function and impairs endosomal transport. DNAJC13 immunoreactivity was also noted within Lewy body inclusions. In late-onset disease which is most reminiscent of idiopathic PD subtle deficits in endosomal receptor-sorting/recycling are highlighted by the discovery of pathogenic mutations VPS35, LRRK2 and now DNAJC13. With this latest discovery, and from a neuronal perspective, a temporal and functional ecology is emerging that connects synaptic exo- and endocytosis, vesicular trafficking, endosomal recycling and the endo-lysosomal degradative pathway. Molecular deficits in these processes are genetically linked to the phenotypic spectrum of parkinsonism associated with Lewy body pathology.

Deletions at 16p13.11 are associated with schizophrenia, mental retardation, and most recently idiopathic generalized epilepsy. To evaluate the role of 16p13.11 deletions, as well as other structural variation, in epilepsy disorders, we used genome-wide screens to identify copy number variation in 3812 patients with a diverse spectrum of epilepsy syndromes and in 1299 neurologically-normal controls. Large deletions (> 100 kb) at 16p13.11 were observed in 23 patients, whereas no control had a deletion greater than 16 kb. Patients, even those with identically sized 16p13.11 deletions, presented with highly variable epilepsy phenotypes. For a subset of patients with a 16p13.11 deletion, we show a consistent reduction of expression for included genes, suggesting that haploinsufficiency might contribute to pathogenicity. We also investigated another possible mechanism of pathogenicity by using hybridization-based capture and next-generation sequencing of the homologous chromosome for ten 16p13.11-deletion patients to look for unmasked recessive mutations. Follow-up genotyping of suggestive polymorphisms failed to identify any convincing recessive-acting mutations in the homologous interval corresponding to the deletion. The observation that two of the 16p13.11 deletions were larger than 2 Mb in size led us to screen for other large deletions. We found 12 additional genomic regions harboring deletions > 2 Mb in epilepsy patients, and none in controls. Additional evaluation is needed to characterize the role of these exceedingly large, non-locus-specific deletions in epilepsy. Collectively, these data implicate 16p13.11 and possibly other large deletions as risk factors for a wide range of epilepsy disorders, and they appear to point toward haploinsufficiency as a contributor to the pathogenicity of deletions. Deletions at 16p13.11 are associated with schizophrenia, mental retardation, and most recently idiopathic generalized epilepsy. To evaluate the role of 16p13.11 deletions, as well as other structural variation, in epilepsy disorders, we used genome-wide screens to identify copy number variation in 3812 patients with a diverse spectrum of epilepsy syndromes and in 1299 neurologically-normal controls. Large deletions (> 100 kb) at 16p13.11 were observed in 23 patients, whereas no control had a deletion greater than 16 kb. Patients, even those with identically sized 16p13.11 deletions, presented with highly variable epilepsy phenotypes. For a subset of patients with a 16p13.11 deletion, we show a consistent reduction of expression for included genes, suggesting that haploinsufficiency might contribute to pathogenicity. We also investigated another possible mechanism of pathogenicity by using hybridization-based capture and next-generation sequencing of the homologous chromosome for ten 16p13.11-deletion patients to look for unmasked recessive mutations. Follow-up genotyping of suggestive polymorphisms failed to identify any convincing recessive-acting mutations in the homologous interval corresponding to the deletion. The observation that two of the 16p13.11 deletions were larger than 2 Mb in size led us to screen for other large deletions. We found 12 additional genomic regions harboring deletions > 2 Mb in epilepsy patients, and none in controls. Additional evaluation is needed to characterize the role of these exceedingly large, non-locus-specific deletions in epilepsy. Collectively, these data implicate 16p13.11 and possibly other large deletions as risk factors for a wide range of epilepsy disorders, and they appear to point toward haploinsufficiency as a contributor to the pathogenicity of deletions.