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.

Central abdominal fat is a strong risk factor for diabetes and cardiovascular disease. To identify common variants influencing central abdominal fat, we conducted a two-stage genome-wide association analysis for waist circumference (WC). In total, three loci reached genome-wide significance. In stage 1, 31,373 individuals of Caucasian descent from eight cohort studies confirmed the role of FTO and MC4R and identified one novel locus associated with WC in the neurexin 3 gene [NRXN3 (rs10146997, p = 6.4x10(-7))]. The association with NRXN3 was confirmed in stage 2 by combining stage 1 results with those from 38,641 participants in the GIANT consortium (p = 0.009 in GIANT only, p = 5.3x10(-8) for combined analysis, n = 70,014). Mean WC increase per copy of the G allele was 0.0498 z-score units (0.65 cm). This SNP was also associated with body mass index (BMI) [p = 7.4x10(-6), 0.024 z-score units (0.10 kg/m(2)) per copy of the G allele] and the risk of obesity (odds ratio 1.13, 95% CI 1.07-1.19; p = 3.2x10(-5) per copy of the G allele). The NRXN3 gene has been previously implicated in addiction and reward behavior, lending further evidence that common forms of obesity may be a central nervous system-mediated disorder. Our findings establish that common variants in NRXN3 are associated with WC, BMI, and obesity.

Subcortical brain structures are integral to motion, consciousness, emotions and learning. We identified common genetic variation related to the volumes of the nucleus accumbens, amygdala, brainstem, caudate nucleus, globus pallidus, putamen and thalamus, using genome-wide association analyses in almost 40,000 individuals from CHARGE, ENIGMA and UK Biobank. We show that variability in subcortical volumes is heritable, and identify 48 significantly associated loci (40 novel at the time of analysis). Annotation of these loci by utilizing gene expression, methylation and neuropathological data identified 199 genes putatively implicated in neurodevelopment, synaptic signaling, axonal transport, apoptosis, inflammation/infection and susceptibility to neurological disorders. This set of genes is significantly enriched for Drosophila orthologs associated with neurodevelopmental phenotypes, suggesting evolutionarily conserved mechanisms. Our findings uncover novel biology and potential drug targets underlying brain development and disease. Genome-wide analysis identifies variants associated with the volume of seven different subcortical brain regions defined by magnetic resonance imaging. Implicated genes are involved in neurodevelopmental and synaptic signaling pathways.