Sarah Anne Tishkoff (nacida el 26 de diciembre de 1965) es una genetista estadounidense y profesora David y Lyn Silfen en el Departamento de Genética y Biología de la Universidad de Pensilvania . [1] También se desempeña como directora de la Sociedad Estadounidense de Genética Humana y es editora asociada de PLOS Genetics , G3 (Genes, Genomes, and Genetics) y Genome Research . También es miembro del consejo asesor científico de la Fundación David y Lucile Packard . [2]
Tishkoff ha sido una figura destacada en el uso de la genética para avanzar en la comprensión de la diversidad humana moderna. En particular, ha hecho contribuciones significativas a la investigación sobre la variación genética humana en las poblaciones africanas. En 1996, ella y sus colegas publicaron el primer artículo que apoyaba la hipótesis de la "fuera de África" utilizando el genoma nuclear, lo que ilustraba el alcance de la diversidad entre las poblaciones africanas. [3] En 2001, Tishkoff y sus colegas fueron algunos de los primeros en demostrar la firma genómica de la selección natural en las poblaciones humanas. [4]
Una de sus investigaciones más citadas es un estudio sobre la variación genómica en torno al gen de la lactasa , el primero en demostrar la coevolución de un rasgo cultural y genético. Tishkoff pudo vincular la evolución de la domesticación del ganado con la persistencia de la lactasa . [5] Su trabajo más reciente incluye el estudio genómico más grande entre africanos de diversas etnias y la identificación de nuevas variantes genéticas asociadas con el color de la piel. [6] [7]
Tishkoff recibió un premio Pioneer del director de los Institutos Nacionales de Salud , un premio a la carrera David y Lucile Packard , un premio a la carrera Burroughs/Wellcome Fund y una cátedra financiada por Penn Integrates Knowledge (PIK). [1] Fue elegida miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 2017. [8]
Sarah Tishkoff nació el 26 de diciembre de 1965 en Los Ángeles, California. Se mudó de Los Ángeles a East Lansing, Michigan , cuando tenía cinco años, y de East Lansing a Klamath Falls, Oregón , en su adolescencia. [9] Sus padres estaban involucrados en el mundo académico. Su padre era profesor de hematología y oncología en la Universidad de California en Los Ángeles y más tarde director de la Cruz Roja para el Medio Oeste de los Estados Unidos. [9] Su madre era profesora de historia en el Instituto de Tecnología de Oregón . [9] Tishkoff asistió a la Universidad de California en Berkeley para obtener su título universitario. Mientras estaba en la escuela secundaria, leyó Coming of Age in Samoa de Margaret Mead , lo que despertó su interés inicial en la antropología cultural . [10]
La carrera de Tishkoff estuvo significativamente influenciada por varios mentores a lo largo de su educación. Mientras estuvo en la UC Berkeley, tomó cursos de lingüística, antropología cultural, antropología física y arqueología, entre otras materias. [9] Mientras estuvo en la UC Berkeley, se sintió particularmente inspirada por la investigación de Allan Wilson que utilizaba enfoques moleculares para comprender el cambio evolutivo . [9] Se inspiró aún más en muchos de los estudiantes de posgrado de Wilson, incluidos Vincent Sarich , Mary Claire-King y George Sensabaugh. [9]
En particular, mientras estaba en la UC Berkeley, tomó un curso dictado por Vincent Sarich, quien estaba interesado en la genética, el desarrollo humano y la evolución, y trabajó en la comparación de proteínas en humanos con aquellas en chimpancés. [9] Su estilo de enseñanza único y sus comentarios controvertidos despertaron el interés de Tishkoff en el campo, y la alentaron a cuestionar los orígenes humanos y la base genética de los rasgos humanos más profundamente. [9] Después de darse cuenta de su importancia para llevar a cabo su trabajo sobre la historia evolutiva humana, agregó genética como una especialización adicional en la UC Berkeley. [9]
Tishkoff cita su experiencia de conocer al pueblo khoisan en una reunión sobre los orígenes khoisan en Ciudad del Cabo, durante su estancia en Johannesburgo, como un acontecimiento transformador, ya que el pueblo khoisan tiene uno de los linajes genéticos más antiguos del mundo. Durante esta visita se reunió con antropólogos culturales, genetistas y representantes de grupos khoisan. [10]
Tishkoff se convirtió en profesora de la Universidad de Maryland en 2000 y fue al campo por primera vez un año después. Este viaje inicial de cuatro meses, financiado por el premio David and Lucile Packard Career Award, le permitió realizar trabajo de campo que condujo a la investigación sobre la historia de la población africana y la genética de los rasgos variables y las enfermedades. [10] El laboratorio de Tishkoff continúa realizando trabajo de campo en África, teniendo cuidado de hacer la investigación de manera ética. Su laboratorio trabaja para que sus colaboradores africanos sean tratados como socios iguales en la investigación y se asegura de que los resultados de la investigación se envíen a los participantes. [9]
Tishkoff está casada con Evan Leach, a quien conoció el primer día de estudios de posgrado en Yale. Actualmente reside en Pensilvania. [9]
Tishkoff se graduó con una Licenciatura en Ciencias en Genética y una Licenciatura en Artes en Antropología de la Universidad de California, Berkeley en 1989. Continuó recibiendo su Maestría en Filosofía en Genética Humana de la Escuela de Medicina de Yale en 1992. Tishkoff completó su educación formal al obtener su Doctorado en Genética de la Universidad de Yale en 1996, bajo la supervisión continua de Kenneth Kidd. Mientras trabajaba en el Laboratorio Kidd, Tishkoff desarrolló un interés en la genómica y la evolución africanas , lo que la llevó a escribir su tesis sobre los "Patrones de variación de frecuencia de haplotipos nucleares y desequilibrio de ligamiento en una muestra global de poblaciones humanas". Poco después de completar su doctorado, Tishkoff continuó la investigación iniciada en su tesis y, en consecuencia, publicó un artículo titulado "Patrones globales de desequilibrio de ligamiento en el locus CD4 y orígenes humanos modernos" en la revista Science . [3]
De 1997 a 2000, Tishkoff fue investigadora postdoctoral en la Universidad Estatal de Pensilvania . Durante este período, Tishkoff investigó los vínculos entre los polimorfismos estables y los microsatélites en las poblaciones humanas con el Dr. Andrew G. Clark . También fue investigadora visitante en 1997 en la Universidad de Witwatersrand en Sudáfrica. En 2000, Tishkoff se convirtió en profesora adjunta en el Departamento de Biología de la Universidad de Maryland, College Park . En 2005, Tishkoff fue ascendida a profesora asociada y ocupó ese puesto hasta que dejó la universidad en 2007.
En 2008, Tishkoff se convirtió en profesora asociada de la Universidad David y Lyn Silfen en la Universidad de Pensilvania . En 2012, Tishkoff se convirtió en profesora titular de la Universidad de Pensilvania, donde actualmente es profesora de la Universidad David y Lyn Silfen. Tishkoff también tiene nombramientos en el Departamento de Biología, que se encuentra dentro de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad, y en el Departamento de Genética, que se encuentra dentro de la Facultad de Medicina de la Universidad. [11] Tishkoff y los miembros de su laboratorio estudian la genómica evolutiva, la diversidad fenotípica africana , la base genética de la resistencia a las enfermedades infecciosas y la base genética de las adaptaciones humanas. Su trabajo combina trabajo de campo, investigación de laboratorio y enfoques computacionales para examinar el efecto de la variación genética en poblaciones africanas vivas y pasadas.
En 2017, Tishkoff fue elegida miembro de la Academia Nacional de Ciencias , lo que se considera un gran honor que reconoce a científicos distinguidos en sus respectivos campos. [12] A lo largo de su carrera, Tishkoff también ha formado parte de numerosas asociaciones profesionales y sociedades científicas . Actualmente forma parte de la junta directiva de la Sociedad Estadounidense de Genética Humana y es miembro del consejo asesor científico de la Fundación David y Lucile Packard . [13] Es editora asociada de PLOS Genetics , G3 (Genes, Genomes, and Genetics) y Genome Research .
La carrera investigadora de Tishkoff se ha centrado principalmente en la variación genética humana en las poblaciones africanas. Los objetivos centrales de su investigación son comprender mejor los orígenes de los humanos modernos y las historias de las poblaciones africanas, así como las bases genéticas de la susceptibilidad a las enfermedades. Los avances en estas áreas de investigación pueden ayudar al desarrollo de fármacos para enfermedades con bases genéticas conocidas y al desarrollo de tratamientos médicos más eficaces para las poblaciones africanas actuales. [14]
La metodología de investigación de Tishkoff aplica un enfoque genómico integrador que combina datos del genoma , epigenoma , proteoma , transcriptoma , metaboloma y microbioma de varios grupos étnicos africanos para identificar factores genéticos y ambientales que afectan los rasgos relacionados con las medidas humanas, el metabolismo y el sistema inmunológico. [15]
El trabajo de Tishkoff también aborda cuestiones sobre la historia evolutiva del Homo sapiens . Uno de los hallazgos clave en esta área de investigación incluye el descubrimiento de firmas genéticas de mestizaje entre humanos anatómicamente modernos y homínidos extintos. [16] Tishkoff también participó en un estudio que rechazó la hipótesis de que los ancestros de los humanos anatómicamente modernos estaban genéticamente aislados en África. Este estudio se basó en simulaciones de genoma completo de dos poblaciones pigmeas de África occidental, Biaka y Baka, y sugirió la existencia de introgresión a partir de una población arcaica desconocida. [17]
Sarah Tishkoff y sus colegas también centran su investigación en la adquisición de datos genómicos y fenotípicos de poblaciones africanas geográfica y culturalmente distintas, que están subrepresentadas en los estudios genéticos [18] y cuyo análisis puede descubrir nuevos aspectos de la historia evolutiva humana, incluyendo la susceptibilidad a enfermedades y patrones de migración. [19] Al genotipar aproximadamente 2400 individuos de 121 poblaciones africanas geográficamente diversas, Tishkoff y sus colegas encontraron evidencia de 14 poblaciones ancestrales genéticamente divergentes en África, y al comparar la información genética con datos fenotípicos arqueológicos y autodescritos mostraron una alta similitud cultural y lingüística dentro de cada grupo. [20] Usando su nuevo conjunto de marcadores genéticos adquiridos también pudieron rastrear la ascendencia compartida de los afroamericanos con las poblaciones africanas, encontrando una ascendencia compartida dominante de las poblaciones niger-kordofanianas en África occidental. [20] Además, basándose en esta investigación, han afirmado que las migraciones de poblaciones no africanas al norte de África dieron lugar a una mayor diversidad genética en esa región. [21] Su trabajo ha demostrado la necesidad de realizar más análisis genómicos de las poblaciones africanas como medio para identificar correlaciones entre las frecuencias de alelos y el riesgo de ciertas enfermedades, y potencialmente diseñar medicamentos terapéuticos para tratar enfermedades en poblaciones con antecedentes genéticos similares. [21]
Otro enfoque del grupo de investigación de Tishkoff es comprender cómo las diferentes influencias geográficas y ambientales se correlacionan con los cambios genotípicos y fenotípicos en las poblaciones africanas.
Tishkoff se ha centrado en la influencia de la malaria en las poblaciones humanas para estudiar la base genética de la resistencia a las enfermedades infecciosas. Tishkoff y sus colegas descubrieron que la presencia de malaria estaba correlacionada con las frecuencias alélicas de G6PD que se cree que proporcionan resistencia a la malaria pero también aumentan el riesgo de enfermedades relacionadas con la sangre. [4] El análisis de haplotipos de las mutaciones de los alelos Med y A en el locus G6PD reveló que su mayor frecuencia se produjo después de que comenzaran las prácticas agrícolas. [4] Tishkoff y sus colegas sugirieron que la agricultura condujo a una mayor exposición a la malaria, lo que creó una presión selectiva para los alelos que confieren resistencia. [4]
Tishkoff y sus colegas examinaron la diversidad del locus susceptible a la malaria, ICAM-1 , y encontraron una mayor variación dentro de las poblaciones africanas en comparación con la variación en otras poblaciones globales. [22] También encontraron varios alelos en el locus que se encontraron ubicuamente en regiones palúdicas, y uno de ellos, “ICAM-1Kilifi”, estaba presente en altas frecuencias en poblaciones asiáticas y africanas. [22] Esta investigación sugirió que existe una fuerte asociación entre estas frecuencias de alelos y la presencia de malaria, y que su análisis ayudaría a encontrar factores que afectan la susceptibilidad y resistencia a la malaria. [22] En el mismo año, Tishkoff propuso que una adaptación a una enfermedad infecciosa puede hacer que los humanos sean más susceptibles a otras enfermedades. [23] Dos variantes codificantes, G1 y G2, para la proteína APOL1 están asociadas con la resistencia a la tripanosomiasis africana , o enfermedad del sueño africana, pero también aumentan el riesgo de enfermedades renales crónicas. [23]
En un estudio de 2007 publicado en Nature Genetics , Tishkoff y sus colegas documentaron tres nuevos polimorfismos de un solo nucleótido ( SNP ) asociados con la persistencia de la lactasa (G/C-14010, T/G-13915 y C/G-13907) entre grupos étnicos en África Oriental que difieren del alelo asociado con la tolerancia a la lactosa que es común en Europa (C/T-13910). La mutación más extendida se encontró entre los grupos de habla nilo-sahariana en Tanzania y Kenia, mientras que se encontraron dos mutaciones independientes entre el pueblo Beja en Sudán y las personas de habla afroasiática en Kenia. [24] Los SNP aumentan significativamente la activación in vitro del gen de la lactasa, que se conoce como LCT. [24] Estas mutaciones son un ejemplo de evolución convergente debido a las presiones selectivas culturales compartidas de la domesticación animal y el consumo de leche, y son un claro caso de coevolución gen-cultura . [24]
Un estudio de 2014 publicado en el American Journal of Human Genetics documentó otros dos SNP que tienen asociaciones significativas con el rasgo de persistencia de la lactasa. El estudio también encontró la variante europea C/T-13910 entre algunos grupos de pastores en el norte y centro de África. [25]
En 2012, Tishkoff participó en un estudio publicado en Genome Biology que comparó los niveles de hemoglobina entre poblaciones que viven a gran y baja altitud en Etiopía. El estudio encontró que existen diferencias estadísticamente significativas en los niveles de hemoglobina entre la población de gran altitud, el pueblo Amhara , y la población de baja altitud, los pueblos Aari y Hamar . [26] El análisis genómico recuperó diferentes genes candidatos subyacentes a la adaptación a la gran altitud ( CBARA1, VAV3, ARNT2 y THRB) [26] . Este estudio demuestra otro ejemplo de evolución convergente , ya que las mutaciones encontradas en la población etíope de gran altitud son diferentes a las encontradas en las poblaciones tibetanas y andinas. [26]
Sarah Tishkoff participó en el primer estudio sobre la variabilidad en la percepción del gusto por PTC. PTC es el compuesto antitiroideo amargo feniltiocarbamida, y la capacidad de percibir este compuesto se atribuye al gen TAS2R38 . [27] Se plantea la hipótesis de que TAS2R38 subyace a una adaptación dietética que permite evitar alimentos venenosos de sabor amargo. [28] Tishkoff y sus colegas plantearon la hipótesis de que las poblaciones africanas con dietas diferentes tendrían diferencias en sus genes receptores debido a la selección asociada con sus dietas. El estudio se basó en una muestra de 57 poblaciones africanas que constaban de 611 individuos y un conjunto comparativo de 132 no africanos de Oriente Medio, Asia y las Américas. Los investigadores midieron la sensibilidad al gusto amargo de PTC de los participantes utilizando una versión modificada del método de umbral de Harris-Kalmus, secuenciaron genomas y completaron análisis de asociación de haplotipos y genotipo-fenotipo. Los resultados no respaldaron la hipótesis original. Las poblaciones africanas con dietas divergentes mostraron frecuencias de haplotipos similares y hubo poca diferenciación genética entre africanos y no africanos. [27] Esta estabilidad sugiere que la variación de TAS2R38 es funcionalmente importante y hace más que simplemente alejarnos de toxinas potenciales de sabor amargo.
Tishkoff también participó en un estudio sobre la evolución adaptativa de los pigmeos de África occidental y tres poblaciones agrícolas vecinas de habla bantú con las que se mezclaron. Este estudio tenía como objetivo obtener una comprensión más amplia de la base genética de la diversidad fenotípica en África. La muestra incluyó 132 individuos de seis poblaciones, incluidas tres de poblaciones pigmeas, y los métodos incluyeron la genotipificación y la estimación de la ascendencia. [29] Los resultados sugirieron que la baja estatura en los pigmeos de África occidental puede haber resultado de la selección para la reproducción temprana y las funciones metabólicas e inmunológicas y que puede haber habido varios eventos selectivos en diferentes momentos de la evolución pigmea. [29]
Tishkoff ha publicado numerosos vídeos en línea de acceso abierto sobre temas relevantes para su trabajo, publicados en colaboración con diversas organizaciones de investigación, conferencias académicas y fundaciones educativas. Participó en la serie de conferencias biointeractivas del Instituto Médico Howard Hughes sobre huesos, piedras y genes: el origen de los humanos modernos. Estos eventos temáticos proporcionaron contenido educativo científico gratuito en línea para "ayudar a cerrar la brecha entre el libro de texto y los últimos hallazgos científicos". [30] De manera similar, Tishkoff ha publicado una breve serie de charlas de investigación sobre genómica africana con la organización iBiology, cuya misión es "transmitir, en forma de vídeos gratuitos de acceso abierto, el entusiasmo de la biología moderna y el proceso mediante el cual se realizan los descubrimientos científicos". [31] [32] Otros ejemplos notables son sus vídeos sobre La evolución de la biodiversidad humana: adaptación local, adaptación al gusto y la intolerancia a la lactosa en África, y Evolución y adaptación en África: implicaciones para la salud y la enfermedad. [33]
Como estudiante de grado en la Universidad de California, Berkeley, Tishkoff recibió la Beca de Pregrado del Presidente de la UC Berkeley en 1987 y se graduó con altos honores y honores de la Universidad en antropología. [2] Más tarde recibió la Beca Predoctoral Fulbright/DAAD para su trabajo de investigación en Alemania de 1991 a 1992. [2] Después de recibir su doctorado, recibió una Beca Postdoctoral de la Fundación Nacional de Ciencias para su investigación en evolución molecular de 1996 a 1998. [2] Como becaria postdoctoral en la Universidad de Maryland, Tishkoff recibió una beca del Burroughs Wellcome Fund para financiar su investigación sobre la resistencia humana a la malaria en África de 1998 a 2003. [34] Su trabajo sería reconocido por la Beca David y Lucile Packard para Ciencia e Ingeniería en 2001.
Mientras trabajaba en la facultad de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Maryland, Tishkoff recibió el Premio a la Excelencia de la Facultad Junior en 2003. [2] Durante su estancia en la Universidad de Pensilvania, Tishkoff se convirtió en profesora de Integrates Knowledge en 2008 por su trabajo en ascendencia africana, persistencia de la lactasa y sensibilidad al gusto. [35] En 2009, Tishkoff recibió el Premio Pionero del Director de los Institutos Nacionales de Salud para financiar su investigación en África que detalla los factores genéticos y ambientales que influyen en los rasgos fisiológicos humanos. [36] Fue elegida miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 2017 y también forma parte de la junta directiva de la Sociedad Estadounidense de Genética Humana (ASHG) . [13] En 2019, recibió el Premio Curt Stern de la AHSG en reconocimiento a su trabajo sobre genética humana africana. [37]