Identifying the downstream effects of disease-associated SNPs is challenging. To help overcome this problem, we performed expression quantitative trait locus (eQTL) meta-analysis in non-transformed peripheral blood samples from 5,311 individuals with replication in 2,775 individuals. We identified and replicated trans eQTLs for 233 SNPs (reflecting 103 independent loci) that were previously associated with complex traits at genome-wide significance. Some of these SNPs affect multiple genes in trans that are known to be altered in individuals with disease: rs4917014, previously associated with systemic lupus erythematosus (SLE), altered gene expression of C1QB and five type I interferon response genes, both hallmarks of SLE. DeepSAGE RNA sequencing showed that rs4917014 strongly alters the 3' UTR levels of IKZF1 in cis, and chromatin immunoprecipitation and sequencing analysis of the trans-regulated genes implicated IKZF1 as the causal gene. Variants associated with cholesterol metabolism and type 1 diabetes showed similar phenomena, indicating that large-scale eQTL mapping provides insight into the downstream effects of many trait-associated variants.

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.

Abstract Being a morning person is a behavioural indicator of a person’s underlying circadian rhythm. Using genome-wide data from 697,828 UK Biobank and 23andMe participants we increase the number of genetic loci associated with being a morning person from 24 to 351. Using data from 85,760 individuals with activity-monitor derived measures of sleep timing we find that the chronotype loci associate with sleep timing: the mean sleep timing of the 5% of individuals carrying the most morningness alleles is 25 min earlier than the 5% carrying the fewest. The loci are enriched for genes involved in circadian regulation, cAMP, glutamate and insulin signalling pathways, and those expressed in the retina, hindbrain, hypothalamus, and pituitary. Using Mendelian Randomisation, we show that being a morning person is causally associated with better mental health but does not affect BMI or risk of Type 2 diabetes. This study offers insights into circadian biology and its links to disease in humans.

Luca Lotta, Robert Scott, Stephen O’Rahilly, Claudia Langenberg, David Savage, Nicholas Wareham, Inês Barroso and colleagues identify 53 genomic regions associated with insulin resistance phenotypes. Their findings suggest that limited storage capacity of peripheral adipose tissue is an important etiological component in insulin-resistant cardiometabolic disease and highlight genes and mechanisms underpinning this link. Insulin resistance is a key mediator of obesity-related cardiometabolic disease, yet the mechanisms underlying this link remain obscure. Using an integrative genomic approach, we identify 53 genomic regions associated with insulin resistance phenotypes (higher fasting insulin levels adjusted for BMI, lower HDL cholesterol levels and higher triglyceride levels) and provide evidence that their link with higher cardiometabolic risk is underpinned by an association with lower adipose mass in peripheral compartments. Using these 53 loci, we show a polygenic contribution to familial partial lipodystrophy type 1, a severe form of insulin resistance, and highlight shared molecular mechanisms in common/mild and rare/severe insulin resistance. Population-level genetic analyses combined with experiments in cellular models implicate CCDC92, DNAH10 and L3MBTL3 as previously unrecognized molecules influencing adipocyte differentiation. Our findings support the notion that limited storage capacity of peripheral adipose tissue is an important etiological component in insulin-resistant cardiometabolic disease and highlight genes and mechanisms underpinning this link.

Objective To determine whether height and body mass index (BMI) have a causal role in five measures of socioeconomic status. Design Mendelian randomisation study to test for causal effects of differences in stature and BMI on five measures of socioeconomic status. Mendelian randomisation exploits the fact that genotypes are randomly assigned at conception and thus not confounded by non-genetic factors. Setting UK Biobank. Participants 119 669 men and women of British ancestry, aged between 37 and 73 years. Main outcome measures Age completed full time education, degree level education, job class, annual household income, and Townsend deprivation index. Results In the UK Biobank study, shorter stature and higher BMI were observationally associated with several measures of lower socioeconomic status. The associations between shorter stature and lower socioeconomic status tended to be stronger in men, and the associations between higher BMI and lower socioeconomic status tended to be stronger in women. For example, a 1 standard deviation (SD) higher BMI was associated with a £210 (€276; $300; 95% confidence interval £84 to £420; P=6×10⁻³) lower annual household income in men and a £1890 (£1680 to £2100; P=6×10⁻¹⁵) lower annual household income in women. Genetic analysis provided evidence that these associations were partly causal. A genetically determined 1 SD (6.3 cm) taller stature caused a 0.06 (0.02 to 0.09) year older age of completing full time education (P=0.01), a 1.12 (1.07 to 1.18) times higher odds of working in a skilled profession (P=6×10⁻⁷), and a £1130 (£680 to £1580) higher annual household income (P=4×10⁻⁸). Associations were stronger in men. A genetically determined 1 SD higher BMI (4.6 kg/m²) caused a £2940 (£1680 to £4200; P=1×10⁻⁵) lower annual household income and a 0.10 (0.04 to 0.16) SD (P=0.001) higher level of deprivation in women only. Conclusions These data support evidence that height and BMI play an important partial role in determining several aspects of a person’s socioeconomic status, especially women’s BMI for income and deprivation and men’s height for education, income, and job class. These findings have important social and health implications, supporting evidence that overweight people, especially women, are at a disadvantage and that taller people, especially men, are at an advantage.

Summary Aging is a major risk factor for chronic disease in the human population, but there are little human data on gene expression alterations that accompany the process. We examined human peripheral blood leukocyte in‐vivo RNA in a large‐scale transcriptomic microarray study (subjects aged 30–104 years). We tested associations between probe expression intensity and advancing age (adjusting for confounding factors), initially in a discovery set ( n = 458), following‐up findings in a replication set ( n = 240). We confirmed expression of key results by real‐time PCR. Of 16 571 expressed probes, only 295 (2%) were robustly associated with age. Just six probes were required for a highly efficient model for distinguishing between young and old (area under the curve in replication set; 95%). The focused nature of age‐related gene expression may therefore provide potential biomarkers of aging. Similarly, only 7 of 1065 biological or metabolic pathways were age‐associated, in gene set enrichment analysis, notably including the processing of messenger RNAs (mRNAs); [ P < 0.002, false discovery rate (FDR) q < 0.05]. This is supported by our observation of age‐associated disruption to the balance of alternatively expressed isoforms for selected genes, suggesting that modification of mRNA processing may be a feature of human aging.

Abstract Sleep is an essential human function but its regulation is poorly understood. Using accelerometer data from 85,670 UK Biobank participants, we perform a genome-wide association study of 8 derived sleep traits representing sleep quality, quantity and timing, and validate our findings in 5,819 individuals. We identify 47 genetic associations at P < 5 × 10 −8 , of which 20 reach a stricter threshold of P < 8 × 10 −10 . These include 26 novel associations with measures of sleep quality and 10 with nocturnal sleep duration. The majority of identified variants associate with a single sleep trait, except for variants previously associated with restless legs syndrome. For sleep duration we identify a missense variant (p.Tyr727Cys) in PDE11A as the likely causal variant. As a group, sleep quality loci are enriched for serotonin processing genes. Although accelerometer-derived measures of sleep are imperfect and may be affected by restless legs syndrome, these findings provide new biological insights into sleep compared to previous efforts based on self-report sleep measures.