Abstract
Height is a highly heritable, classic polygenic trait with approximately 700 common associated variants identified through genome-wide association studies so far. Here, we report 83 height-associated coding variants with lower minor-allele frequencies (in the range of 0.1-4.8%) and effects of up to 2 centimetres per allele (such as those in IHH, STC2, AR and CRISPLD2), greater than ten times the average effect of common variants. In functional follow-up studies, rare height-increasing alleles of STC2 (giving an increase of 1-2 centimetres per allele) compromised proteolytic inhibition of PAPP-A and increased cleavage of IGFBP-4 in vitro, resulting in higher bioavailability of insulin-like growth factors. These 83 height-associated variants overlap genes that are mutated in monogenic growth disorders and highlight new biological candidates (such as ADAMTS3, IL11RA and NOX4) and pathways (such as proteoglycan and glycosaminoglycan synthesis) involved in growth. Our results demonstrate that sufficiently large sample sizes can uncover rare and low-frequency variants of moderate-to-large effect associated with polygenic human phenotypes, and that these variants implicate relevant genes and pathways.
| Original language | English |
|---|---|
| Pages (from-to) | 186-190 |
| Number of pages | 5 |
| Journal | NATURE |
| Volume | 542 |
| Issue number | 7640 |
| Early online date | 2017 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 9 Feb 2017 |
Keywords
- ADAMTS Proteins
- Adult
- Alleles
- Body Height
- Cell Adhesion Molecules
- Female
- Gene Frequency
- Genetic Variation
- Genome, Human
- Glycoproteins
- Glycosaminoglycans
- Hedgehog Proteins
- Humans
- Intercellular Signaling Peptides and Proteins
- Interferon Regulatory Factors
- Interleukin-11 Receptor alpha Subunit
- Journal Article
- Male
- Multifactorial Inheritance
- NADPH Oxidase 4
- NADPH Oxidases
- Phenotype
- Pregnancy-Associated Plasma Protein-A
- Procollagen N-Endopeptidase
- Proteoglycans
- Proteolysis
- Receptors, Androgen
- Research Support, N.I.H., Extramural
- Research Support, Non-U.S. Gov't
- Somatomedins
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In: NATURE, Vol. 542, No. 7640, 09.02.2017, p. 186-190.
Research output: Contribution to journal › Article › Academic › peer-review
TY - JOUR
T1 - Rare and low-frequency coding variants alter human adult height
AU - EPIC-InterAct Consortium
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AU - Loos, Ruth J. F.
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AU - Hirschhorn, Joel N.
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AU - Lettre, Guillaume
PY - 2017/2/9
Y1 - 2017/2/9
N2 - Height is a highly heritable, classic polygenic trait with approximately 700 common associated variants identified through genome-wide association studies so far. Here, we report 83 height-associated coding variants with lower minor-allele frequencies (in the range of 0.1-4.8%) and effects of up to 2 centimetres per allele (such as those in IHH, STC2, AR and CRISPLD2), greater than ten times the average effect of common variants. In functional follow-up studies, rare height-increasing alleles of STC2 (giving an increase of 1-2 centimetres per allele) compromised proteolytic inhibition of PAPP-A and increased cleavage of IGFBP-4 in vitro, resulting in higher bioavailability of insulin-like growth factors. These 83 height-associated variants overlap genes that are mutated in monogenic growth disorders and highlight new biological candidates (such as ADAMTS3, IL11RA and NOX4) and pathways (such as proteoglycan and glycosaminoglycan synthesis) involved in growth. Our results demonstrate that sufficiently large sample sizes can uncover rare and low-frequency variants of moderate-to-large effect associated with polygenic human phenotypes, and that these variants implicate relevant genes and pathways.
AB - Height is a highly heritable, classic polygenic trait with approximately 700 common associated variants identified through genome-wide association studies so far. Here, we report 83 height-associated coding variants with lower minor-allele frequencies (in the range of 0.1-4.8%) and effects of up to 2 centimetres per allele (such as those in IHH, STC2, AR and CRISPLD2), greater than ten times the average effect of common variants. In functional follow-up studies, rare height-increasing alleles of STC2 (giving an increase of 1-2 centimetres per allele) compromised proteolytic inhibition of PAPP-A and increased cleavage of IGFBP-4 in vitro, resulting in higher bioavailability of insulin-like growth factors. These 83 height-associated variants overlap genes that are mutated in monogenic growth disorders and highlight new biological candidates (such as ADAMTS3, IL11RA and NOX4) and pathways (such as proteoglycan and glycosaminoglycan synthesis) involved in growth. Our results demonstrate that sufficiently large sample sizes can uncover rare and low-frequency variants of moderate-to-large effect associated with polygenic human phenotypes, and that these variants implicate relevant genes and pathways.
KW - ADAMTS Proteins
KW - Adult
KW - Alleles
KW - Body Height
KW - Cell Adhesion Molecules
KW - Female
KW - Gene Frequency
KW - Genetic Variation
KW - Genome, Human
KW - Glycoproteins
KW - Glycosaminoglycans
KW - Hedgehog Proteins
KW - Humans
KW - Intercellular Signaling Peptides and Proteins
KW - Interferon Regulatory Factors
KW - Interleukin-11 Receptor alpha Subunit
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KW - Male
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KW - NADPH Oxidase 4
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KW - Research Support, N.I.H., Extramural
KW - Research Support, Non-U.S. Gov't
KW - Somatomedins
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85012918562&partnerID=8YFLogxK
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M3 - Article
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