The 1000 Genomes Project set out to provide a comprehensive description of common human genetic variation by applying whole-genome sequencing to a diverse set of individuals from multiple populations. Here we report completion of the project, having reconstructed the genomes of 2,504 individuals from 26 populations using a combination of low-coverage whole-genome sequencing, deep exome sequencing, and dense microarray genotyping. We characterized a broad spectrum of genetic variation, in total over 88 million variants (84.7 million single nucleotide polymorphisms (SNPs), 3.6 million short insertions/deletions (indels), and 60,000 structural variants), all phased onto high-quality haplotypes. This resource includes >99% of SNP variants with a frequency of >1% for a variety of ancestries. We describe the distribution of genetic variation across the global sample, and discuss the implications for common disease studies.

A low plasma level of low-density lipoprotein (LDL) cholesterol is associated with reduced risk of coronary heart disease (CHD), but the effect of lifelong reductions in plasma LDL cholesterol is not known. We examined the effect of DNA-sequence variations that reduce plasma levels of LDL cholesterol on the incidence of coronary events in a large population.

Mark McCarthy and colleagues identify twelve new risk loci for type 2 diabetes through a large-scale genome-wide association and replication study in individuals of European ancestry. The identified loci affect both beta-cell function and insulin action and are enriched for genes involved in cell cycle regulation. By combining genome-wide association data from 8,130 individuals with type 2 diabetes (T2D) and 38,987 controls of European descent and following up previously unidentified meta-analysis signals in a further 34,412 cases and 59,925 controls, we identified 12 new T2D association signals with combined P < 5 × 10−8. These include a second independent signal at the KCNQ1 locus; the first report, to our knowledge, of an X-chromosomal association (near DUSP9); and a further instance of overlap between loci implicated in monogenic and multifactorial forms of diabetes (at HNF1A). The identified loci affect both beta-cell function and insulin action, and, overall, T2D association signals show evidence of enrichment for genes involved in cell cycle regulation. We also show that a high proportion of T2D susceptibility loci harbor independent association signals influencing apparently unrelated complex traits.

Exome sequencing of 175 autism spectrum disorder parent–child trios reveals that few de novo point mutations have a role in autism spectrum disorder and those that do are distributed across many genes and are incompletely penetrant, further supporting extreme genetic heterogeneity of this spectrum disorder. Although it is well accepted that genetics makes a strong contribution to autism spectrum disorder, most of the underlying causes of the condition remain unknown. Three groups present large-scale exome-sequencing studies of individuals with sporadic autism spectrum disorder, including many parent–child trios and unaffected siblings. The overall message from the three papers is that there is extreme locus heterogeneity among autistic individuals, with hundreds of genes involved in the condition, and with no single gene contributing to more than a small fraction of cases. Sanders et al. report the association of the gene SCN2A, previously identified in epilepsy syndromes, with the risk of autism. Neale et al. find strong evidence that CHD8 and KATNAL2 are autism risk factors. O'Roak et al. observe that a large proportion of the mutated proteins have crucial roles in fundamental developmental pathways, including β-catenin and p53 signalling. Autism spectrum disorders (ASD) are believed to have genetic and environmental origins, yet in only a modest fraction of individuals can specific causes be identified1,2. To identify further genetic risk factors, here we assess the role of de novo mutations in ASD by sequencing the exomes of ASD cases and their parents (n = 175 trios). Fewer than half of the cases (46.3%) carry a missense or nonsense de novo variant, and the overall rate of mutation is only modestly higher than the expected rate. In contrast, the proteins encoded by genes that harboured de novo missense or nonsense mutations showed a higher degree of connectivity among themselves and to previous ASD genes3 as indexed by protein-protein interaction screens. The small increase in the rate of de novo events, when taken together with the protein interaction results, are consistent with an important but limited role for de novo point mutations in ASD, similar to that documented for de novo copy number variants. Genetic models incorporating these data indicate that most of the observed de novo events are unconnected to ASD; those that do confer risk are distributed across many genes and are incompletely penetrant (that is, not necessarily sufficient for disease). Our results support polygenic models in which spontaneous coding mutations in any of a large number of genes increases risk by 5- to 20-fold. Despite the challenge posed by such models, results from de novo events and a large parallel case–control study provide strong evidence in favour of CHD8 and KATNAL2 as genuine autism risk factors.

A Deep Look Into Our Genes Recent debates have focused on the degree of genetic variation and its impact upon health at the genomic level in humans (see the Perspective by Casals and Bertranpetit ). Tennessen et al. (p. 64 , published online 17 May), looking at all of the protein-coding genes in the human genome, and Nelson et al. (p. 100 , published online 17 May), looking at genes that encode drug targets, address this question through deep sequencing efforts on samples from multiple individuals. The findings suggest that most human variation is rare, not shared between populations, and that rare variants are likely to play a role in human health.

Coronary heart disease (CHD) is a major cause of death in Western countries. We used genome-wide association scanning to identify a 58-kilobase interval on chromosome 9p21 that was consistently associated with CHD in six independent samples (more than 23,000 participants) from four Caucasian populations. This interval, which is located near the CDKN2A and CDKN2B genes, contains no annotated genes and is not associated with established CHD risk factors such as plasma lipoproteins, hypertension, or diabetes. Homozygotes for the risk allele make up 20 to 25% of Caucasians and have a approximately 30 to 40% increased risk of CHD.

What constitutes replication of a genotype–phenotype association, and how best can it be achieved? Reviews of the many genetic association studies published recently give pause for thought: there are many false positives and questionable genotype–phenotype associations in the literature. A working group set up by the National Cancer Institute and National Human Genome Research Institute has been tackling the thorny question of what constitutes replication of a genotype–phenotype association, and the initial results are published this week. Guidelines on best practice for reporting initial and replication studies are presented. But it's clear that a series of studies is sometimes necessary to confirm critical genotype–phenotype associations.