Abstract
Meta-analysis of whole genome sequencing/whole exome sequencing (WGS/WES) studies provides an attractive solution to the problem of collecting large sample sizes for discovering rare variants associated with complex phenotypes. Existing rare variant meta-analysis approaches are not scalable to biobank-scale WGS data. Here we present MetaSTAAR, a powerful and resource-efficient rare variant meta-analysis framework for large-scale WGS/WES studies. MetaSTAAR accounts for relatedness and population structure, can analyze both quantitative and dichotomous traits and boosts the power of rare variant tests by incorporating multiple variant functional annotations. Through meta-analysis of four lipid traits in 30,138 ancestrally diverse samples from 14 studies of the Trans Omics for Precision Medicine (TOPMed) Program, we show that MetaSTAAR performs rare variant meta-analysis at scale and produces results comparable to using pooled data. Additionally, we identified several conditionally significant rare variant associations with lipid traits. We further demonstrate that MetaSTAAR is scalable to biobank-scale cohorts through meta-analysis of TOPMed WGS data and UK Biobank WES data of ~200,000 samples.
| Original language | English |
|---|---|
| Pages (from-to) | 154-164 |
| Number of pages | 11 |
| Journal | Nature Genetics |
| Volume | 55 |
| Issue number | 1 |
| DOIs | |
| State | Published - Jan 2023 |
Access to Document
Fingerprint
Dive into the research topics of 'Powerful, scalable and resource-efficient meta-analysis of rare variant associations in large whole genome sequencing studies'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver
}
In: Nature Genetics, Vol. 55, No. 1, 01.2023, p. 154-164.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Powerful, scalable and resource-efficient meta-analysis of rare variant associations in large whole genome sequencing studies
AU - Li, Xihao
AU - Quick, Corbin
AU - Zhou, Hufeng
AU - Gaynor, Sheila M.
AU - Liu, Yaowu
AU - Chen, Han
AU - Selvaraj, Margaret Sunitha
AU - Sun, Ryan
AU - Dey, Rounak
AU - Arnett, Donna K.
AU - Bielak, Lawrence F.
AU - Bis, Joshua C.
AU - Blangero, John
AU - Boerwinkle, Eric
AU - Bowden, Donald W.
AU - Brody, Jennifer A.
AU - Cade, Brian E.
AU - Correa, Adolfo
AU - Cupples, L. Adrienne
AU - Curran, Joanne E.
AU - de Vries, Paul S.
AU - Duggirala, Ravindranath
AU - Freedman, Barry I.
AU - Göring, Harald H.H.
AU - Guo, Xiuqing
AU - Haessler, Jeffrey
AU - Kalyani, Rita R.
AU - Kooperberg, Charles
AU - Kral, Brian G.
AU - Lange, Leslie A.
AU - Manichaikul, Ani
AU - Martin, Lisa W.
AU - McGarvey, Stephen T.
AU - Mitchell, Braxton D.
AU - Montasser, May E.
AU - Morrison, Alanna C.
AU - Naseri, Take
AU - O’Connell, Jeffrey R.
AU - Palmer, Nicholette D.
AU - Peyser, Patricia A.
AU - Psaty, Bruce M.
AU - Raffield, Laura M.
AU - Redline, Susan
AU - Reiner, Alexander P.
AU - Reupena, Muagututi’a Sefuiva
AU - Rice, Kenneth M.
AU - Rich, Stephen S.
AU - Sitlani, Colleen M.
AU - Smith, Jennifer A.
AU - Taylor, Kent D.
AU - Vasan, Ramachandran S.
AU - Willer, Cristen J.
AU - Wilson, James G.
AU - Yanek, Lisa R.
AU - Zhao, Wei
AU - Rotter, Jerome I.
AU - Natarajan, Pradeep
AU - Peloso, Gina M.
AU - Li, Zilin
AU - Lin, Xihong
AU - Abe, Namiko
AU - Abecasis, Gonçalo
AU - Aguet, Francois
AU - Albert, Christine
AU - Almasy, Laura
AU - Alonso, Alvaro
AU - Ament, Seth
AU - Anderson, Peter
AU - Anugu, Pramod
AU - Applebaum-Bowden, Deborah
AU - Ardlie, Kristin
AU - Dan Arking, Arking
AU - Ashley-Koch, Allison
AU - Aslibekyan, Stella
AU - Assimes, Tim
AU - Auer, Paul
AU - Avramopoulos, Dimitrios
AU - Ayas, Najib
AU - Balasubramanian, Adithya
AU - Barnard, John
AU - Barnes, Kathleen
AU - Barr, R. Graham
AU - Barron-Casella, Emily
AU - Barwick, Lucas
AU - Beaty, Terri
AU - Beck, Gerald
AU - Becker, Diane
AU - Becker, Lewis
AU - Beer, Rebecca
AU - Beitelshees, Amber
AU - Benjamin, Emelia
AU - Benos, Takis
AU - Bezerra, Marcos
AU - Blackwell, Thomas
AU - Blue, Nathan
AU - Bowler, Russell
AU - Broeckel, Ulrich
AU - Broome, Jai
AU - Brown, Deborah
AU - Bunting, Karen
AU - Burchard, Esteban
AU - Bustamante, Carlos
AU - Buth, Erin
AU - Cardwell, Jonathan
AU - Carey, Vincent
AU - Carrier, Julie
AU - Carson, April
AU - Carty, Cara
AU - Casaburi, Richard
AU - Casas Romero, Juan P.
AU - Casella, James
AU - Castaldi, Peter
AU - Chaffin, Mark
AU - Chang, Christy
AU - Chang, Yi Cheng
AU - Chasman, Daniel
AU - Chavan, Sameer
AU - Chen, Bo Juen
AU - Chen, Wei Min
AU - Chen, Yii Der Ida
AU - Cho, Michael
AU - Choi, Seung Hoan
AU - Chuang, Lee Ming
AU - Chung, Mina
AU - Chung, Ren Hua
AU - Clish, Clary
AU - Comhair, Suzy
AU - Conomos, Matthew
AU - Cornell, Elaine
AU - Crandall, Carolyn
AU - Crapo, James
AU - Curtis, Jeffrey
AU - Custer, Brian
AU - Damcott, Coleen
AU - Darbar, Dawood
AU - David, Sean
AU - Davis, Colleen
AU - Daya, Michelle
AU - de Andrade, Mariza
AU - de las Fuentes, Lisa
AU - DeBaun, Michael
AU - Deka, Ranjan
AU - DeMeo, Dawn
AU - Devine, Scott
AU - Dinh, Huyen
AU - Doddapaneni, Harsha
AU - Duan, Qing
AU - Dugan-Perez, Shannon
AU - Durda, Jon Peter
AU - Dutcher, Susan K.
AU - Eaton, Charles
AU - Ekunwe, Lynette
AU - El Boueiz, Adel
AU - Ellinor, Patrick
AU - Emery, Leslie
AU - Erzurum, Serpil
AU - Farber, Charles
AU - Farek, Jesse
AU - Fingerlin, Tasha
AU - Flickinger, Matthew
AU - Fornage, Myriam
AU - Franceschini, Nora
AU - Frazar, Chris
AU - Fu, Mao
AU - Fullerton, Stephanie M.
AU - Fulton, Lucinda
AU - Gabriel, Stacey
AU - Gan, Weiniu
AU - Gao, Shanshan
AU - Gao, Yan
AU - Gass, Margery
AU - Geiger, Heather
AU - Gelb, Bruce
AU - Geraci, Mark
AU - Germer, Soren
AU - Gerszten, Robert
AU - Ghosh, Auyon
AU - Gibbs, Richard
AU - Gignoux, Chris
AU - Gladwin, Mark
AU - Glahn, David
AU - Gogarten, Stephanie
AU - Gong, Da Wei
AU - Graw, Sharon
AU - Gray, Kathryn J.
AU - Grine, Daniel
AU - Gross, Colin
AU - Gu, C. Charles
AU - Guan, Yue
AU - Gupta, Namrata
AU - Hall, Michael
AU - Han, Yi
AU - Hanly, Patrick
AU - Harris, Daniel
AU - Hawley, Nicola L.
AU - He, Jiang
AU - Ben Heavner, Heavner
AU - Heckbert, Susan
AU - Hernandez, Ryan
AU - Herrington, David
AU - Hersh, Craig
AU - Hidalgo, Bertha
AU - Hixson, James
AU - Hobbs, Brian
AU - Hokanson, John
AU - Hong, Elliott
AU - Hoth, Karin
AU - Hsiung, Chao
AU - Hu, Jianhong
AU - Hung, Yi Jen
AU - Huston, Haley
AU - Hwu, Chii Min
AU - Irvin, Marguerite Ryan
AU - Jackson, Rebecca
AU - Jain, Deepti
AU - Jaquish, Cashell
AU - Johnsen, Jill
AU - Johnson, Andrew
AU - Johnson, Craig
AU - Johnston, Rich
AU - Jones, Kimberly
AU - Kang, Hyun Min
AU - Kaplan, Robert
AU - Kardia, Sharon
AU - Kelly, Shannon
AU - Kenny, Eimear
AU - Kessler, Michael
AU - Khan, Alyna
AU - Khan, Ziad
AU - Kim, Wonji
AU - Kimoff, John
AU - Kinney, Greg
AU - Konkle, Barbara
AU - Kramer, Holly
AU - Lange, Christoph
AU - Lange, Ethan
AU - Laurie, Cathy
AU - Laurie, Cecelia
AU - LeBoff, Meryl
AU - Lee, Jiwon
AU - Lee, Sandra
AU - Lee, Wen Jane
AU - LeFaive, Jonathon
AU - Levine, David
AU - Levy, Dan
AU - Lewis, Joshua
AU - Li, Xiaohui
AU - Li, Yun
AU - Lin, Henry
AU - Lin, Honghuang
AU - Liu, Simin
AU - Liu, Yongmei
AU - Liu, Yu
AU - Loos, Ruth J.F.
AU - Lubitz, Steven
AU - Lunetta, Kathryn
AU - Luo, James
AU - Magalang, Ulysses
AU - Mahaney, Michael
AU - Make, Barry
AU - Manning, Alisa
AU - Manson, Jo Ann
AU - Marton, Melissa
AU - Mathai, Susan
AU - Mathias, Rasika
AU - May, Susanne
AU - McArdle, Patrick
AU - McDonald, Merry Lynn
AU - McFarland, Sean
AU - McGoldrick, Daniel
AU - McHugh, Caitlin
AU - McNeil, Becky
AU - Mei, Hao
AU - Meigs, James
AU - Menon, Vipin
AU - Mestroni, Luisa
AU - Metcalf, Ginger
AU - Meyers, Deborah A.
AU - Mignot, Emmanuel
AU - Mikulla, Julie
AU - Min, Nancy
AU - Minear, Mollie
AU - Minster, Ryan L.
AU - Moll, Matt
AU - Momin, Zeineen
AU - Montgomery, Courtney
AU - Muzny, Donna
AU - Mychaleckyj, Josyf C.
AU - Nadkarni, Girish
AU - Naik, Rakhi
AU - Nekhai, Sergei
AU - Nelson, Sarah C.
AU - Neltner, Bonnie
AU - Nessner, Caitlin
AU - Nickerson, Deborah
AU - Nkechinyere, Osuji
AU - North, Kari
AU - O’Connor, Tim
AU - Ochs-Balcom, Heather
AU - Okwuonu, Geoffrey
AU - Pack, Allan
AU - Paik, David T.
AU - Pankow, James
AU - Papanicolaou, George
AU - Parker, Cora
AU - Peralta, Juan Manuel
AU - Perez, Marco
AU - Perry, James
AU - Peters, Ulrike
AU - Phillips, Lawrence S.
AU - Pleiness, Jacob
AU - Pollin, Toni
AU - Post, Wendy
AU - Becker, Julia Powers
AU - Boorgula, Meher Preethi
AU - Preuss, Michael
AU - Qasba, Pankaj
AU - Qiao, Dandi
AU - Qin, Zhaohui
AU - Rafaels, Nicholas
AU - Rajendran, Mahitha
AU - Rao, D. C.
AU - Rasmussen-Torvik, Laura
AU - Ratan, Aakrosh
AU - Reed, Robert
AU - Reeves, Catherine
AU - Regan, Elizabeth
AU - Robillard, Rebecca
AU - Robine, Nicolas
AU - Dan Roden, Roden
AU - Roselli, Carolina
AU - Ruczinski, Ingo
AU - Runnels, Alexi
AU - Russell, Pamela
AU - Ruuska, Sarah
AU - Ryan, Kathleen
AU - Sabino, Ester Cerdeira
AU - Saleheen, Danish
AU - Salimi, Shabnam
AU - Salvi, Sejal
AU - Salzberg, Steven
AU - Sandow, Kevin
AU - Sankaran, Vijay G.
AU - Santibanez, Jireh
AU - Schwander, Karen
AU - Schwartz, David
AU - Sciurba, Frank
AU - Seidman, Christine
AU - Seidman, Jonathan
AU - Sériès, Frédéric
AU - Sheehan, Vivien
AU - Sherman, Stephanie L.
AU - Shetty, Amol
AU - Shetty, Aniket
AU - Sheu, Wayne Hui Heng
AU - Shoemaker, M. Benjamin
AU - Silver, Brian
AU - Silverman, Edwin
AU - Skomro, Robert
AU - Smith, Albert Vernon
AU - Smith, Josh
AU - Smith, Nicholas
AU - Smith, Tanja
AU - Smoller, Sylvia
AU - Snively, Beverly
AU - Snyder, Michael
AU - Sofer, Tamar
AU - Sotoodehnia, Nona
AU - Stilp, Adrienne M.
AU - Storm, Garrett
AU - Streeten, Elizabeth
AU - Su, Jessica Lasky
AU - Sung, Yun Ju
AU - Sylvia, Jody
AU - Szpiro, Adam
AU - Taliun, Daniel
AU - Tang, Hua
AU - Taub, Margaret
AU - Taylor, Matthew
AU - Taylor, Simeon
AU - Telen, Marilyn
AU - Thornton, Timothy A.
AU - Threlkeld, Machiko
AU - Tinker, Lesley
AU - Tirschwell, David
AU - Tishkoff, Sarah
AU - Tiwari, Hemant
AU - Tong, Catherine
AU - Tracy, Russell
AU - Tsai, Michael
AU - Vaidya, Dhananjay
AU - Van Den Berg, David
AU - VandeHaar, Peter
AU - Vrieze, Scott
AU - Walker, Tarik
AU - Wallace, Robert
AU - Walts, Avram
AU - Wang, Fei Fei
AU - Wang, Heming
AU - Wang, Jiongming
AU - Watson, Karol
AU - Watt, Jennifer
AU - Weeks, Daniel E.
AU - Weinstock, Joshua
AU - Weir, Bruce
AU - Weiss, Scott T.
AU - Weng, Lu Chen
AU - Wessel, Jennifer
AU - Williams, Kayleen
AU - Williams, L. Keoki
AU - Wilson, Carla
AU - Winterkorn, Lara
AU - Wong, Quenna
AU - Wu, Joseph
AU - Xu, Huichun
AU - Yang, Ivana
AU - Yu, Ketian
AU - Zekavat, Seyedeh Maryam
AU - Zhang, Yingze
AU - Zhao, Snow Xueyan
AU - Zhu, Xiaofeng
AU - Ziv, Elad
AU - Zody, Michael
AU - Zoellner, Sebastian
N1 - Publisher Copyright: © The Author(s), under exclusive licence to Springer Nature America, Inc. 2022.
PY - 2023/1
Y1 - 2023/1
N2 - Meta-analysis of whole genome sequencing/whole exome sequencing (WGS/WES) studies provides an attractive solution to the problem of collecting large sample sizes for discovering rare variants associated with complex phenotypes. Existing rare variant meta-analysis approaches are not scalable to biobank-scale WGS data. Here we present MetaSTAAR, a powerful and resource-efficient rare variant meta-analysis framework for large-scale WGS/WES studies. MetaSTAAR accounts for relatedness and population structure, can analyze both quantitative and dichotomous traits and boosts the power of rare variant tests by incorporating multiple variant functional annotations. Through meta-analysis of four lipid traits in 30,138 ancestrally diverse samples from 14 studies of the Trans Omics for Precision Medicine (TOPMed) Program, we show that MetaSTAAR performs rare variant meta-analysis at scale and produces results comparable to using pooled data. Additionally, we identified several conditionally significant rare variant associations with lipid traits. We further demonstrate that MetaSTAAR is scalable to biobank-scale cohorts through meta-analysis of TOPMed WGS data and UK Biobank WES data of ~200,000 samples.
AB - Meta-analysis of whole genome sequencing/whole exome sequencing (WGS/WES) studies provides an attractive solution to the problem of collecting large sample sizes for discovering rare variants associated with complex phenotypes. Existing rare variant meta-analysis approaches are not scalable to biobank-scale WGS data. Here we present MetaSTAAR, a powerful and resource-efficient rare variant meta-analysis framework for large-scale WGS/WES studies. MetaSTAAR accounts for relatedness and population structure, can analyze both quantitative and dichotomous traits and boosts the power of rare variant tests by incorporating multiple variant functional annotations. Through meta-analysis of four lipid traits in 30,138 ancestrally diverse samples from 14 studies of the Trans Omics for Precision Medicine (TOPMed) Program, we show that MetaSTAAR performs rare variant meta-analysis at scale and produces results comparable to using pooled data. Additionally, we identified several conditionally significant rare variant associations with lipid traits. We further demonstrate that MetaSTAAR is scalable to biobank-scale cohorts through meta-analysis of TOPMed WGS data and UK Biobank WES data of ~200,000 samples.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85144673676&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1038/s41588-022-01225-6
DO - 10.1038/s41588-022-01225-6
M3 - Article
C2 - 36564505
AN - SCOPUS:85144673676
SN - 1061-4036
VL - 55
SP - 154
EP - 164
JO - Nature Genetics
JF - Nature Genetics
IS - 1
ER -