Butyrylcholinesterase: Association with the metabolic syndrome and identification of 2 gene loci affecting activity

Background: Plasma cholinesterase activity is known to be correlated with plasma triglycerides, HDL- and LDL-cholesterol, and other features of the metabolic syndrome. A role in triglyceride metabolism has been proposed. Genetic variants that decrease activity have been studied extensively, but the factors contributing to overall variation in the population are poorly understood. We studied plasma cholinesterase activity in a sample of 2200 adult twins to assess covariation with cardiovascular risk factors and components of the metabolic syndrome, to determine the degree of genetic effects on enzyme activity, and to search for quantitative trait loci affecting activity. Methods and Results: Cholinesterase activity was lower in women than in men before the age of 50, but increased to activity values similar to those in males after that age. There were highly significant correlations with variables associated with the metabolic syndrome: plasma triglyceride, HDL- and LDL-cholesterol, apolipoprotein B and E, urate, and insulin concentrations; gamma-glutamyltransferase and aspartate and alanine aminotransferase activities; body mass index; and blood pressure. The heritability of plasma cholinesterase activity was 65%. Linkage analysis with data from the dizygotic twin pairs showed suggestive linkage on chromosome 3 at the location of the cholinesterase WHO gene and also on chromosome 5. Conclusions: Our results confirm and extend the connection between cholinesterase, cardiovascular risk factors, and metabolic syndrome. They establish a substantial heritability for plasma cholinesterase activity that might be attributable to variation near the structural gene and at an independent locus. (c) 2006 American Association for Clinical Chemistry.

Variance components analyses of multiple asthma traits in a large sample of Australian families ascertained through a twin proband

Background: Intermediate phenotypes are often measured as a proxy for asthma. It is largely unclear to what extent the same set of environmental or genetic factors regulate these traits. Objective: Estimate the environmental and genetic correlations between self-reported and clinical asthma traits. Methods: A total of 3073 subjects from 802 families were ascertained through a twin proband. Traits measured included self-reported asthma, airway histamine responsiveness (AHR), skin prick response to common allergens including house dust mite (Dermatophagoides pteronyssinus [D. pter]), baseline lung function, total serum immunoglobulin E (IgE) and eosinophilia. Bivariate and multivariate analyses of eight traits were performed with adjustment for ascertainment and significant covariates. Results: Overall 2716 participants completed an asthma questionnaire and 2087 were clinically tested, including 1289 self-reported asthmatics (92% previously diagnosed by a doctor). Asthma, AHR, markers of allergic sensitization and eosinophilia had significant environmental correlations with each other (range: 0.23-0.89). Baseline forced expiratory volume in 1 s (FEV1) showed low environmental correlations with most traits. Fewer genetic correlations were significantly different from zero. Phenotypes with greatest genetic similarity were asthma and atopy (0.46), IgE and eosinophilia (0.44), AHR and D. pter (0.43) and AHR and airway obstruction (-0.43). Traits with greatest genetic dissimilarity were FEV1 and atopy (0.05), airway obstruction and IgE (0.07) and FEV1 and D. pter (0.11). Conclusion: These results suggest that the same set of environmental factors regulates the variation of many asthma traits. In addition, although most traits are regulated to great extent by specific genetic factors, there is still some degree of genetic overlap that could be exploited by multivariate linkage approaches.

Heritability and nineteen-year stability of long and short EPQ-R Neuroticism scales

The heritability and stability over a 19 year period of long (23-item) and short (12-item) versions of Eysenck's Neuroticism scale were compared in a large Australian twin-family sample. Stability over 19 years of the 23-item Neuroticism scale was 0.62 and for the 12-item scale 0.59. Correlations between scores obtained by mailed questionnaire and telephone interview a few weeks apart were 0.87 for the long scale and 0.85 for the short scale; scores obtained by mail were slightly higher, particularly for females. The 12-item scale had slightly reduced power to discriminate both high and low scoring individuals on the full 23-item scale. Mean Neuroticism score for the 12-item scale was atypically low when compared to the distribution of the complete set of scores for all possible combinations (> 1 million) of 12-items drawn from the full 23-item EPQ-R. Mean heritabilities for the lowest and highest 300,000 of these combinations were 43.2% and 42.7%, respectively, somewhat higher than the 41.0% for the actual EPQ-R-S 12-item scale. Heritability for the 23-item scale was 46.5%. We conclude that there is little loss of either stability or heritability in using the short EPQ-R scale, but the choice of which 12-items could have been better. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Identification of candidate genes for dyslexia susceptibility on chromosome 18

Six independent studies have identified linkage to chromosome 18 for developmental dyslexia or general reading ability. Until now, no candidate genes have been identified to explain this linkage. Here, we set out to identify the gene(s) conferring susceptibility by a two stage strategy of linkage and association analysis. Methodology/Principal Findings: Linkage analysis: 264 UK families and 155 US families each containing at least one child diagnosed with dyslexia were genotyped with a dense set of microsatellite markers on chromosome 18. Association analysis: Using a discovery sample of 187 UK families, nearly 3000 SNPs were genotyped across the chromosome 18 dyslexia susceptibility candidate region. Following association analysis, the top ranking SNPs were then genotyped in the remaining samples. The linkage analysis revealed a broad signal that spans approximately 40 Mb from 18p11.2 to 18q12.2. Following the association analysis and subsequent replication attempts, we observed consistent association with the same SNPs in three genes; melanocortin 5 receptor (MC5R), dymeclin (DYM) and neural precursor cell expressed, developmentally down-regulated 4-like (NEDD4L). Conclusions: Along with already published biological evidence, MC5R, DYM and NEDD4L make attractive candidates for dyslexia susceptibility genes. However, further replication and functional studies are still required.

Expression of Bf/C2 Gene(S) in the Japanese Medaka Fish

Complement factor B and C2 are two central serine proteases of the alternative and classical complement pathways, respectively, that serve as the catalytic subunits of the C3 convertase. Research has been completed using a female Japanese medaka fish, (Oryzias latipes), and other teleost and elasmobrach species in order to isolate eDNA clones and perform linkage analysis of the Bf/C2 gene(s). To further analyze the evolution of the complement system in teleosts, different tissues than the ones from previous studies of medaka fish were analyzed for the constitutive gene expression of factor B and C2. Bf/C2 sequences were amplified by reverse transcription-polymerase chain reaction with primers corresponding to the common amino acid sequences shared by mammalian Bf and C2. Agarose gel electrophoresis was used to visualize sample bands and to calculate the concentration of gene expression of the Bf/C2 gene(s) in each tissue. All five tissue types, kidney, liver, muscle, testis, and spleen from a male medaka fish demonstrated Bf/C2 gene(s) expression, confirming that the messages of Bf/C2 gene(s) are distributed throughout the medaka fish. Tissues of the spleen, liver, and kidney contained the highest concentrations of expression of Bf/C2 gene( s ), while tissues of the muscle and testis contained the lowest concentrations. This research also determined that RT-PCR allowed for more sensitive analysis of gene expression than other molecular biology techniques such as Northern blotting analysis.

Exploration génétique de l'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne

L'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne (HCDT, ectopie dans plus de 80 %) a une prévalence de 1 cas sur 4000 naissances vivantes. L’HCDT est la conséquence d'une défaillance de la thyroïde embryonnaire à se différencier, à se maintenir ou à migrer vers sa localisation anatomique (partie antérieure du cou), qui aboutit à une absence totale de la thyroïde (athyréose) ou à une ectopie thyroïdienne (linguale ou sublinguale). Les HCDT sont principalement non-syndromiques (soit 98% des cas sont non-familiale), ont un taux de discordance de 92% chez les jumeaux monozygotes, et ont une prédominance féminine et ethnique (i.e., Caucasienne). La majorité des cas d’HCDT n’a pas de cause connue, mais est associée à un déficit sévère en hormones thyroïdiennes (hypothyroïdie). Des mutations germinales dans les facteurs de transcription liés à la thyroïde (NKX2.1, FOXE1, PAX8, NKX2.5) ont été identifiées dans seulement 3% des patients atteints d’HCDT sporadiques et l’analyse de liaisons exclue ces gènes dans les rares familles multiplex avec HCDT. Nous supposons que le manque de transmission familiale claire d’HCDT peut résulter de la nécessité d’au moins deux « hits » génétiques différents dans des gènes importants pour le développement thyroïdien. Pour répondre au mieux nos questions de recherche, nous avons utilisé deux approches différentes: 1) une approche gène candidat, FOXE1, seul gène impliqué dans l’ectopie dans le modèle murin et 2) une approche en utilisant les techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) afin de trouver des variants génétiques pouvant expliquer cette pathologie au sein d’une cohorte de patients avec HCDT. Pour la première approche, une étude cas-contrôles a été réalisée sur le promoteur de FOXE1. Il a récemment été découvert qu’une région du promoteur de FOXE1 est différentiellement méthylée au niveau de deux dinucléotides CpG consécutifs, définissant une zone cruciale de contrôle de l’expression de FOXE1. L’analyse d’association basée sur les haplotypes a révélé qu’un haplotype (Hap1: ACCCCCCdel1C) est associé avec le HCDT chez les Caucasiens (p = 5x10-03). Une réduction significative de l’activité luciférase est observée pour Hap1 (réduction de 68%, p<0.001) comparé au promoteur WT de FOXE1. Une réduction de 50% de l’expression de FOXE1 dans une lignée de cellules thyroïdienne humaine est suffisante pour réduire significativement la migration cellulaire (réduction de 55%, p<0.05). Un autre haplotype (Hap2: ACCCCCCC) est observé moins fréquemment chez les Afro-Américain comparés aux Caucasiens (p = 1.7x10-03) et Hap2 diminue l’activité luciférase (réduction de 26%, p<0.001). Deux haplotypes distincts sont trouvés fréquemment dans les contrôles Africains (Black-African descents). Le premier haplotype (Hap3: GTCCCAAC) est fréquent (30.2%) chez les contrôles Afro-Américains comparés aux contrôles Caucasiens (6.3%; p = 2.59 x 10-9) tandis que le second haplotype (Hap4: GTCCGCAC) est trouvé exclusivement chez les contrôles Afro-Américains (9.4%) et est absent chez les contrôles Caucasiens (P = 2.59 x 10-6). Pour la deuxième approche, le séquençage de l’exome de l’ADN leucocytaire entre les jumeaux MZ discordants n’a révélé aucune différence. D'où l'intérêt du projet de séquençage de l’ADN et l’ARN de thyroïdes ectopiques et orthotopiques dans lesquelles de l'expression monoallélique aléatoire dans a été observée, ce qui pourrait expliquer comment une mutation monoallélique peut avoir des conséquences pathogéniques. Finalement, le séquençage de l’exome d’une cohorte de 36 cas atteints d’HCDT a permis d’identifier de nouveaux variants probablement pathogéniques dans les gènes récurrents RYR3, SSPO, IKBKE et TNXB. Ces quatre gènes sont impliqués dans l’adhésion focale (jouant un rôle dans la migration cellulaire), suggérant un rôle direct dans les défauts de migration de la thyroïde. Les essais de migration montrent une forte diminution (au moins 60% à 5h) de la migration des cellules thyroïdiennes infectées par shRNA comparés au shCtrl dans 2 de ces gènes. Des zebrafish KO (-/- et +/-) pour ces nouveaux gènes seront réalisés afin d’évaluer leur impact sur l’embryologie de la thyroïde.

Exploration génétique de l'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne

L'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne (HCDT, ectopie dans plus de 80 %) a une prévalence de 1 cas sur 4000 naissances vivantes. L’HCDT est la conséquence d'une défaillance de la thyroïde embryonnaire à se différencier, à se maintenir ou à migrer vers sa localisation anatomique (partie antérieure du cou), qui aboutit à une absence totale de la thyroïde (athyréose) ou à une ectopie thyroïdienne (linguale ou sublinguale). Les HCDT sont principalement non-syndromiques (soit 98% des cas sont non-familiale), ont un taux de discordance de 92% chez les jumeaux monozygotes, et ont une prédominance féminine et ethnique (i.e., Caucasienne). La majorité des cas d’HCDT n’a pas de cause connue, mais est associée à un déficit sévère en hormones thyroïdiennes (hypothyroïdie). Des mutations germinales dans les facteurs de transcription liés à la thyroïde (NKX2.1, FOXE1, PAX8, NKX2.5) ont été identifiées dans seulement 3% des patients atteints d’HCDT sporadiques et l’analyse de liaisons exclue ces gènes dans les rares familles multiplex avec HCDT. Nous supposons que le manque de transmission familiale claire d’HCDT peut résulter de la nécessité d’au moins deux « hits » génétiques différents dans des gènes importants pour le développement thyroïdien. Pour répondre au mieux nos questions de recherche, nous avons utilisé deux approches différentes: 1) une approche gène candidat, FOXE1, seul gène impliqué dans l’ectopie dans le modèle murin et 2) une approche en utilisant les techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) afin de trouver des variants génétiques pouvant expliquer cette pathologie au sein d’une cohorte de patients avec HCDT. Pour la première approche, une étude cas-contrôles a été réalisée sur le promoteur de FOXE1. Il a récemment été découvert qu’une région du promoteur de FOXE1 est différentiellement méthylée au niveau de deux dinucléotides CpG consécutifs, définissant une zone cruciale de contrôle de l’expression de FOXE1. L’analyse d’association basée sur les haplotypes a révélé qu’un haplotype (Hap1: ACCCCCCdel1C) est associé avec le HCDT chez les Caucasiens (p = 5x10-03). Une réduction significative de l’activité luciférase est observée pour Hap1 (réduction de 68%, p<0.001) comparé au promoteur WT de FOXE1. Une réduction de 50% de l’expression de FOXE1 dans une lignée de cellules thyroïdienne humaine est suffisante pour réduire significativement la migration cellulaire (réduction de 55%, p<0.05). Un autre haplotype (Hap2: ACCCCCCC) est observé moins fréquemment chez les Afro-Américain comparés aux Caucasiens (p = 1.7x10-03) et Hap2 diminue l’activité luciférase (réduction de 26%, p<0.001). Deux haplotypes distincts sont trouvés fréquemment dans les contrôles Africains (Black-African descents). Le premier haplotype (Hap3: GTCCCAAC) est fréquent (30.2%) chez les contrôles Afro-Américains comparés aux contrôles Caucasiens (6.3%; p = 2.59 x 10-9) tandis que le second haplotype (Hap4: GTCCGCAC) est trouvé exclusivement chez les contrôles Afro-Américains (9.4%) et est absent chez les contrôles Caucasiens (P = 2.59 x 10-6). Pour la deuxième approche, le séquençage de l’exome de l’ADN leucocytaire entre les jumeaux MZ discordants n’a révélé aucune différence. D'où l'intérêt du projet de séquençage de l’ADN et l’ARN de thyroïdes ectopiques et orthotopiques dans lesquelles de l'expression monoallélique aléatoire dans a été observée, ce qui pourrait expliquer comment une mutation monoallélique peut avoir des conséquences pathogéniques. Finalement, le séquençage de l’exome d’une cohorte de 36 cas atteints d’HCDT a permis d’identifier de nouveaux variants probablement pathogéniques dans les gènes récurrents RYR3, SSPO, IKBKE et TNXB. Ces quatre gènes sont impliqués dans l’adhésion focale (jouant un rôle dans la migration cellulaire), suggérant un rôle direct dans les défauts de migration de la thyroïde. Les essais de migration montrent une forte diminution (au moins 60% à 5h) de la migration des cellules thyroïdiennes infectées par shRNA comparés au shCtrl dans 2 de ces gènes. Des zebrafish KO (-/- et +/-) pour ces nouveaux gènes seront réalisés afin d’évaluer leur impact sur l’embryologie de la thyroïde.

Linkage and heritability analysis of migraine symptom groupings: A comparison of three different clustering methods on twin data

Migraine is a painful disorder for which the etiology remains obscure. Diagnosis is largely based on International Headache Society criteria. However, no feature occurs in all patients who meet these criteria, and no single symptom is required for diagnosis. Consequently, this definition may not accurately reflect the phenotypic heterogeneity or genetic basis of the disorder. Such phenotypic uncertainty is typical for complex genetic disorders and has encouraged interest in multivariate statistical methods for classifying disease phenotypes. We applied three popular statistical phenotyping methods—latent class analysis, grade of membership and grade of membership “fuzzy” clustering (Fanny)—to migraine symptom data, and compared heritability and genome-wide linkage results obtained using each approach. Our results demonstrate that different methodologies produce different clustering structures and non-negligible differences in subsequent analyses. We therefore urge caution in the use of any single approach and suggest that multiple phenotyping methods be used.

Linkage disequilibrium analysis in the genetically isolated Norfolk Island population

Norfolk Island is a human genetic isolate, possessing unique population characteristics that could be utilized for complex disease gene localization. Our intention was to evaluate the extent and strength of linkage disequilibrium (LD) in the Norfolk isolate by investigating markers within Xq13.3 and the NOS2A gene encoding the inducible nitric oxide synthase. A total of six microsatellite markers spanning approximately 11 Mb were assessed on chromosome Xq13.3 in a group of 56 men from Norfolk Island. Additionally, three single nucleotide polymorphisms (SNPs) localizing to the NOS2A gene were analyzed in a subset of the complex Norfolk pedigree. With the exception of two of the marker pairs, one of which is the most distantly spaced marker, all the Xq13.3 marker pairs were found to be in significant LD indicating that LD extends up to 9.5-11.5 Mb in the Norfolk Island population. Also, all SNPs studied showed significant LD in both Norfolk Islanders and Australian Caucasians, with two of the marker pairs in complete LD in the Norfolk population only. The Norfolk Island study population possesses a unique set of characteristics including founder effect, geographical isolation, exhaustive genealogical information and phenotypic data of use to cardiovascular disease risk traits. With LD extending up to 9.5-11 Mb, the Norfolk isolate should be a powerful resource for the localization of complex disease genes.

Haplotype frequency distribution and linkage disequilibrium analysis of single nucleotide polymorphisms at the human FMO3 gene locus

We analyzed flavin-containing monooxygenase 3 (FMO3) polymorphisms, haplotype structure, and linkage disequilibrium (LD) in 256 Han Chinese and 50 African-American individuals to compare their haplotype frequencies and LD with other world populations. For

An analysis of linkage between foreign direct investment and GDP per Capita in Pakistan : A time series analysis

This study aims to investigate the relation between foreign direct investment (FDI) and per capita gross domestic product (GDP) in Pakistan. The study is based on a basic Cobb-Douglas production function. Population over age 15 to 64 is used as a proxy for labor in the investigation. The other variables used are gross capital formation, technological gap and a dummy variable measuring among other things political stability. We find positive correlation between GDP per capita in Pakistan and two variables, FDI and population over age 15 to 64. The GDP gap (gap between GDP of USA and GDP of Pakistan) is negatively correlated with GDP per capita as expected. Political instability, economic crisis, wars and polarization in the society have no significant impact on GDP per capita in the long run.