Caspases mediate essential key proteolytic events in inflammatory cascades and the apoptotic cell death pathway. Human caspases functionally segregate into two distinct subfamilies: those involved in cytokine maturation (caspase-1, -4 and -5) and those involved in cellular apoptosis (caspase-2, -3, -6, -7, -8, -9 and -10)1,2. Although caspase-12 is phylogenetically related to the cytokine maturation caspases, in mice it has been proposed as a mediator of apoptosis induced by endoplasmic reticulum stress including amyloid-β cytotoxicity, suggesting that it might contribute to the pathogenesis of Alzheimer's disease3. Here we show that a single nucleotide polymorphism in caspase-12 in humans results in the synthesis of either a truncated protein (Csp12-S) or a full-length caspase proenzyme (Csp12-L). The read-through single nucleotide polymorphism encoding Csp12-L is confined to populations of African descent and confers hypo-responsiveness to lipopolysaccharide-stimulated cytokine production in ex vivo whole blood, but has no significant effect on apoptotic sensitivity. In a preliminary study, we find that the frequency of the Csp12-L allele is increased in African American individuals with severe sepsis. Thus, Csp12-L attenuates the inflammatory and innate immune response to endotoxins and in doing so may constitute a risk factor for developing sepsis.

Like most complex phenotypes, exceptional longevity is thought to reflect a combined influence of environmental (e.g., lifestyle choices, where we live) and genetic factors. To explore the genetic contribution, we undertook a genome-wide association study of exceptional longevity in 801 centenarians (median age at death 104 years) and 914 genetically matched healthy controls. Using these data, we built a genetic model that includes 281 single nucleotide polymorphisms (SNPs) and discriminated between cases and controls of the discovery set with 89% sensitivity and specificity, and with 58% specificity and 60% sensitivity in an independent cohort of 341 controls and 253 genetically matched nonagenarians and centenarians (median age 100 years). Consistent with the hypothesis that the genetic contribution is largest with the oldest ages, the sensitivity of the model increased in the independent cohort with older and older ages (71% to classify subjects with an age at death>102 and 85% to classify subjects with an age at death>105). For further validation, we applied the model to an additional, unmatched 60 centenarians (median age 107 years) resulting in 78% sensitivity, and 2863 unmatched controls with 61% specificity. The 281 SNPs include the SNP rs2075650 in TOMM40/APOE that reached irrefutable genome wide significance (posterior probability of association = 1) and replicated in the independent cohort. Removal of this SNP from the model reduced the accuracy by only 1%. Further in-silico analysis suggests that 90% of centenarians can be grouped into clusters characterized by different “genetic signatures” of varying predictive values for exceptional longevity. The correlation between 3 signatures and 3 different life spans was replicated in the combined replication sets. The different signatures may help dissect this complex phenotype into sub-phenotypes of exceptional longevity.

Sickle cell anemia (SCA) is a paradigmatic single gene disorder caused by homozygosity with respect to a unique mutation at the β-globin locus. SCA is phenotypically complex, with different clinical courses ranging from early childhood mortality to a virtually unrecognized condition. Overt stroke is a severe complication affecting 6–8% of individuals with SCA. Modifier genes might interact to determine the susceptibility to stroke, but such genes have not yet been identified. Using Bayesian networks, we analyzed 108 SNPs in 39 candidate genes in 1,398 individuals with SCA. We found that 31 SNPs in 12 genes interact with fetal hemoglobin to modulate the risk of stroke. This network of interactions includes three genes in the TGF-β pathway and SELP, which is associated with stroke in the general population. We validated this model in a different population by predicting the occurrence of stroke in 114 individuals with 98.2% accuracy.

Abstract Each additional copy of the apolipoprotein E4 (APOE4) allele is associated with a higher risk of Alzheimer’s dementia, while the APOE2 allele is associated with a lower risk of Alzheimer’s dementia, it is not yet known whether APOE2 homozygotes have a particularly low risk. We generated Alzheimer’s dementia odds ratios and other findings in more than 5,000 clinically characterized and neuropathologically characterized Alzheimer’s dementia cases and controls. APOE2/2 was associated with a low Alzheimer’s dementia odds ratios compared to APOE2/3 and 3/3, and an exceptionally low odds ratio compared to APOE4/4, and the impact of APOE2 and APOE4 gene dose was significantly greater in the neuropathologically confirmed group than in more than 24,000 neuropathologically unconfirmed cases and controls. Finding and targeting the factors by which APOE and its variants influence Alzheimer’s disease could have a major impact on the understanding, treatment and prevention of the disease.