Sarah Tischkoff- Sarah Tishkoff

Sarah Anne Tischkoff
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Geboren ( 1965-12-26 )26. Dezember 1965 (55 Jahre)
Vereinigte Staaten
Alma Mater University of California, Berkeley (BS)
Yale University (M.Phil., Ph.D.)
Ehepartner Evan Leach
Auszeichnungen
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Populationsgenetik
Epigenetik
Genomik
Institutionen
These Muster der Frequenzvariation des nuklearen Haplotyps und des Kopplungsungleichgewichts in einer globalen Stichprobe menschlicher Bevölkerungen  (1996)
Doktoratsberater Kenneth Kidd
Webseite www .med .upenn .edu /tishkoff

Sarah Anne Tishkoff (* 26. Dezember 1965) ist eine US-amerikanische Genetikerin und David und Lyn Silfen-Professorin am Department of Genetics and Biology der University of Pennsylvania . Sie dient auch als Direktorin der American Society of Human Genetics und ist Mitherausgeberin bei PLOS Genetics , G3 (Genes, Genomes, and Genetics) und Genome Research . Außerdem ist sie Mitglied des wissenschaftlichen Beirats der David and Lucile Packard Foundation .

Tishkoff ist eine führende Persönlichkeit bei der Nutzung der Genetik, um das Verständnis der modernen menschlichen Vielfalt zu verbessern. Insbesondere hat sie bedeutende Beiträge zur Erforschung der humangenetischen Variation in afrikanischen Populationen geleistet . 1996 veröffentlichten sie und ihre Kollegen das erste Papier, das die Out-of-Africa-Hypothese unter Verwendung des nuklearen Genoms stützte und das Ausmaß der Diversität unter afrikanischen Bevölkerungen veranschaulichte. 2001 waren Tishkoff und Kollegen einige der ersten, die die genomische Signatur der natürlichen Selektion in menschlichen Populationen zeigten .

Einige ihrer am häufigsten zitierten Forschungsarbeiten sind eine Studie zur genomischen Variation um das Laktase- Gen herum , die erstmals die Koevolution eines kulturellen und genetischen Merkmals zeigte. Tishkoff war in der Lage , die Evolution der Rinderdomestikation mit der Persistenz von Laktase in Verbindung zu bringen . Ihre neuere Arbeit umfasst die größte genomische Studie an ethnisch unterschiedlichen Afrikanern und die Identifizierung neuer genetischer Varianten, die mit der Hautfarbe in Verbindung stehen.

Tishkoff erhielt den Pioneer Award des National Institutes of Health Director , den David and Lucile Packard Career Award , den Burroughs/Wellcome Fund Career Award und den Penn Integrates Knowledge (PIK) Stiftungslehrstuhl. 2017 wurde sie in die National Academy of Sciences gewählt.

Frühen Lebensjahren

Sarah Tishkoff wurde am 26. Dezember 1965 in Los Angeles, Kalifornien, geboren. Als sie fünf Jahre alt war, zog sie von Los Angeles nach East Lansing, Michigan , und in ihrer frühen Jugend von East Lansing nach Klamath Falls, Oregon . Ihre Eltern waren beide akademisch tätig. Ihr Vater war Professor für Hämatologie und Onkologie an der University of California in Los Angeles und später Direktor des Roten Kreuzes für den Mittleren Westen der Vereinigten Staaten. Ihre Mutter war Professorin für Geschichte am Oregon Institute of Technology . Tishkoff studierte an der University of California, Berkeley . Während ihrer Schulzeit las sie Coming of Age in Samoa von Margaret Mead , was ihr anfängliches Interesse an der Kulturanthropologie weckte .

Tishkoffs Karriere wurde während ihrer gesamten Ausbildung von mehreren Mentoren maßgeblich beeinflusst. Während ihrer Zeit an der UC Berkeley belegte sie unter anderem Kurse in Linguistik, Kulturanthropologie, physikalischer Anthropologie und Archäologie. Während ihrer Zeit an der UC Berkeley war sie besonders inspiriert von Allan Wilsons Forschungen mit molekularen Ansätzen zum Verständnis evolutionärer Veränderungen. Sie wurde außerdem von vielen Doktoranden Wilsons inspiriert, darunter Vincent Sarich , Mary Claire-King und George Sensabaugh.

Während ihrer Zeit an der UC Berkeley nahm sie insbesondere an einem Kurs von Vincent Sarich teil, der sich für Genetik, menschliche Entwicklung und Evolution interessierte und daran arbeitete, Proteine ​​beim Menschen mit denen bei Schimpansen zu vergleichen. Sein einzigartiger Lehrstil und seine kontroversen Kommentare weckten Tishkoffs Interesse an diesem Gebiet und ermutigten sie, die menschliche Herkunft und die genetische Grundlage menschlicher Merkmale tiefer zu hinterfragen. Nachdem sie ihre Bedeutung für die Durchführung ihrer Arbeiten zur menschlichen Evolutionsgeschichte erkannt hatte, fügte sie Genetik als zusätzliches Hauptfach an der UC Berkeley hinzu.

Tishkoff bezeichnet ihre Erfahrung mit dem Khoisan- Volk bei einem Treffen über die Khoisan-Ursprünge in Kapstadt während ihrer Zeit in Johannesburg als ein transformatives Ereignis, da das Khoisan-Volk eine der ältesten genetischen Abstammungslinien der Welt hat. Während dieses Besuchs traf sie sich mit Kulturanthropologen, Genetikern und Vertretern von Khoisan-Gruppen.

Tishkoff wurde im Jahr 2000 Professor an der University of Maryland und ging ein Jahr später zum ersten Mal auf dieses Gebiet. Diese anfängliche viermonatige Reise, die vom David and Lucile Packard Career Award finanziert wurde, ermöglichte es ihr, Feldforschung zu betreiben, die zur Erforschung der afrikanischen Bevölkerungsgeschichte und der Genetik variabler Merkmale und Krankheiten führte. Tishkoffs Labor führt weiterhin Feldforschung in Afrika durch und achtet darauf, die Forschung ethisch zu betreiben. Ihr Labor arbeitet daran, dass ihre afrikanischen Mitarbeiter als gleichberechtigte Partner in der Forschung behandelt werden, und stellt sicher, dass die Forschungsergebnisse an die Teilnehmer zurückgesendet werden.

Tishkoff ist mit Evan Leach verheiratet, die sie an ihrem ersten Tag an der Yale Graduate School kennengelernt hat. Derzeit lebt sie in Pennsylvania.

Ausbildung

Tishkoff Studium mit einem Bachelor of Science in Genetik und einem Bachelor of Arts in Anthropologie von der University of California, Berkeley 1989. Sie ging auf ihr erhalten Master of Philosophy in der Humangenetik von der Yale School of Medicine in 1992 Tishkoff absolvierte ihr nach ihrem Doktortitel in Genetik an der Yale University im Jahr 1996 unter der ständigen Beratung von Kenneth Kidd. Während ihrer Arbeit im Kidd Lab entwickelte Tishkoff ein Interesse an der afrikanischen Genomik und Evolution , was sie dazu veranlasste, ihre Doktorarbeit über die „Patterns of Nuclear Haplotype Frequency Variation and Linkage Disequilibrium in a global sample of human Populations“ zu schreiben. Kurz nach Abschluss ihrer Promotion setzte Tishkoff die in ihrer Dissertation begonnene Forschung fort und veröffentlichte daraufhin in der Zeitschrift Science einen Artikel mit dem Titel „Global Patterns of linkage disequilibrium at the CD4 locus and modern human origins“ .

Karriere

Von 1997 bis 2000 war Tishkoff Postdoc an der Pennsylvania State University . Während dieser Zeit erforschte Tishkoff zusammen mit Dr. Andrew G. Clark Verbindungen zwischen stabilen Polymorphismen und Mikrosatelliten in menschlichen Populationen . 1997 war sie außerdem Gastwissenschaftlerin an der University of the Witwatersrand in Südafrika. Im Jahr 2000 wurde Tishkoff Assistant Professor am Department of Biology an der University of Maryland, College Park . 2005 wurde Tishkoff zur außerordentlichen Professorin befördert und sie hatte diese Position bis zu ihrem Verlassen der Universität im Jahr 2007 inne.

2008 wurde Tishkoff Associate Professor der David and Lyn Silfen University an der University of Pennsylvania . 2012 wurde Tishkoff Full Professor an der University of Pennsylvania, wo sie derzeit die David and Lyn Silfen University Professorin ist. Tishkoff hat derzeit auch Positionen in der Abteilung für Biologie der School of Arts and Sciences der Universität und in der Abteilung für Genetik der School of Medicine der Universität inne. Tishkoff und ihre Labormitarbeiter untersuchen die evolutionäre Genomik, die afrikanische phänotypische Diversität, die genetischen Grundlagen der Resistenz gegen Infektionskrankheiten und die genetischen Grundlagen menschlicher Anpassungen. Ihre Arbeit kombiniert Feldforschung, Laborforschung und Computeransätze, um die Auswirkungen genetischer Variationen in lebenden und früheren afrikanischen Populationen zu untersuchen.

2017 wurde Tishkoff in die National Academy of Sciences gewählt , die als hohe Auszeichnung gilt, die herausragende Wissenschaftler auf ihrem jeweiligen Gebiet anerkennt. Im Laufe ihrer Karriere war Tishkoff auch Mitglied zahlreicher Berufsverbände und wissenschaftlicher Gesellschaften . Derzeit ist sie im Vorstand der American Society of Human Genetics und Mitglied des wissenschaftlichen Beirats der David and Lucile Packard Foundation . Sie ist Mitherausgeberin bei PLOS Genetics , G3 (Genes, Genomes, and Genetics) und Genome Research .

Forschung

Der Hauptfokus von Tishkoffs Forschungskarriere lag auf der humangenetischen Variation in afrikanischen Populationen. Das zentrale Ziel ihrer Forschung ist es, die Ursprünge des modernen Menschen und die Geschichte der afrikanischen Bevölkerung sowie die genetischen Grundlagen der Krankheitsanfälligkeit besser zu verstehen. Fortschritte in diesen Forschungsbereichen können die Entwicklung von Medikamenten gegen Krankheiten mit bekannten genetischen Grundlagen und die Entwicklung wirksamerer medizinischer Behandlungen für die lebende afrikanische Bevölkerung unterstützen.

Afrikanische Genomik

Integrative Genomik

Die Forschungsmethodik von Tishkoff wendet einen integrativen Genomik-Ansatz an, der Daten aus dem Genom , Epigenom , Proteom , Transkriptom , Metabolom und Mikrobiom verschiedener afrikanischer ethnischer Gruppen kombiniert , um genetische und Umweltfaktoren zu identifizieren, die Merkmale im Zusammenhang mit menschlichen Messungen, Stoffwechsel und Immunsystem beeinflussen.

Evolutionäre Genomik

Tishkoffs Arbeit befasst sich auch mit Fragen zur Evolutionsgeschichte des Homo sapien s. Zu den wichtigsten Erkenntnissen in diesem Forschungsbereich gehört die Entdeckung genetischer Signaturen der Kreuzung zwischen anatomisch modernen Menschen und ausgestorbenen Homininen. Tishkoff war auch an einer Studie beteiligt, die die Hypothese ablehnte, dass Vorfahren des anatomisch modernen Menschen in Afrika genetisch isoliert waren. Diese Studie basierte auf Gesamtgenom-Simulationen von zwei westafrikanischen Pygmäen-Populationen, Biaka und Baka, und deutete auf die Existenz einer Introgression von einer unbekannten archaischen Population hin.

Phänotypische Vielfalt

Sarah Tishkoff und Kollegen konzentrieren ihre Forschung auch auf die Gewinnung genomischer und phänotypischer Daten von geographisch und kulturell unterschiedlichen afrikanischen Populationen, die in genetischen Studien unterrepräsentiert sind und deren Analyse neue Aspekte der menschlichen Evolutionsgeschichte aufdecken kann, einschließlich Anfälligkeit für Krankheiten und Migrationsmuster. Durch die Genotypisierung von etwa 2400 Individuen aus 121 geografisch unterschiedlichen afrikanischen Populationen fanden Tishkoff und Kollegen Beweise für 14 genetisch unterschiedliche Vorfahrenpopulationen in Afrika, und durch den Vergleich der genetischen Informationen mit archäologischen und selbstbeschriebenen phänotypischen Daten zeigten sie eine hohe kulturelle und sprachliche Ähnlichkeit innerhalb jedes Clusters . Mit ihrem neuartigen Satz erworbener genetischer Marker konnten sie auch die gemeinsame Abstammung von Afroamerikanern mit afrikanischen Populationen zurückverfolgen und eine dominante gemeinsame Abstammung von niger-kordofanischen Populationen in Westafrika finden. Darüber hinaus haben sie basierend auf dieser Forschung behauptet, dass Migrationen von nichtafrikanischen Bevölkerungsgruppen nach Nordafrika zu einer erhöhten genetischen Vielfalt in dieser Region führten. Ihre Arbeit hat gezeigt, dass weitere genomische Analysen afrikanischer Populationen erforderlich sind, um Korrelationen zwischen Allelfrequenzen und dem Risiko bestimmter Krankheiten zu identifizieren und möglicherweise therapeutische Medikamente zur Behandlung von Krankheiten in Populationen mit ähnlichem genetischen Hintergrund zu entwickeln.

Genotypische und phänotypische Anpassung beim Menschen

Ein weiterer Schwerpunkt von Tishkoffs Forschungsgruppe ist das Verständnis, wie unterschiedliche geografische und Umwelteinflüsse mit genotypischen und phänotypischen Veränderungen in afrikanischen Populationen korrelieren.

Resistenz gegen Infektionskrankheiten

Tishkoff hat sich auf den Einfluss von Malaria auf die menschliche Bevölkerung konzentriert, um die genetischen Grundlagen der Resistenz gegen Infektionskrankheiten zu untersuchen. Tishkoff und Kollegen fanden heraus, dass das Vorkommen von Malaria mit den Allelfrequenzen des G6PD korreliert , von denen angenommen wird, dass sie Resistenz gegen Malaria verleihen , aber auch das Risiko von blutbedingten Krankheiten erhöhen. Die Haplotypanalyse von Med- und A-Allel-Mutationen am G6PD-Locus zeigte, dass ihre Häufigkeit nach Beginn der landwirtschaftlichen Praktiken zunahm. Tishkoff und Kollegen schlugen vor, dass die Landwirtschaft zu einer höheren Malaria-Exposition führt, was einen Selektionsdruck für Allele erzeugt, die Resistenz verleihen.

Tishkoff und Kollegen untersuchten die Vielfalt des Malaria-anfälligen Locus ICAM-1 und fanden eine größere Variation innerhalb der afrikanischen Populationen im Vergleich zu Variationen in anderen globalen Populationen. Sie fanden auch mehrere Allele am Locus, die ubiquitär in Malariaregionen gefunden wurden, und eines davon, "ICAM-1Kilifi", war in asiatischen und afrikanischen Populationen mit hoher Häufigkeit vorhanden. Diese Forschung legte nahe, dass es einen starken Zusammenhang zwischen diesen Allelfrequenzen und dem Vorhandensein von Malaria gibt und dass ihre Analyse helfen würde, Faktoren zu finden, die die Anfälligkeit und Resistenz gegen Malaria beeinflussen. Im selben Jahr schlug Tishkoff vor, dass eine Anpassung an eine Infektionskrankheit den Menschen anfälliger für andere Krankheiten machen kann. Zwei kodierende Varianten, G1 und G2, für das APOL1- Protein werden mit einer Resistenz gegen Afrikanische Trypanosomiasis oder Afrikanische Schlafkrankheit in Verbindung gebracht, erhöhen aber auch das Risiko für chronische Nierenerkrankungen.

Laktase-Persistenz

In einer 2007 in Nature Genetics veröffentlichten Studie dokumentierten Tishkoff und Kollegen drei neue Single-Nukleotid-Polymorphismen ( SNPs ), die mit der Laktase-Persistenz (G/C-14010, T/G-13915 und C/G-13907) bei ethnischen Gruppen im Osten in Verbindung stehen Afrika, die sich von dem in Europa üblichen Allel der Laktosetoleranz unterscheiden (C/T-13910). Die am weitesten verbreitete Mutation wurde bei nilo-sahara-sprachigen Gruppen in Tansania und Kenia gefunden, während zwei unabhängige Mutationen bei den Beja-Leuten im Sudan und bei den afroasiatisch sprechenden Menschen in Kenia gefunden wurden. Die SNPs erhöhen die In-vitro-Aktivierung des Lactase-Gens, das als LCT bekannt ist, signifikant. Diese Mutationen sind ein Beispiel für konvergente Evolution aufgrund des gemeinsamen kulturellen Selektionsdrucks der Tierdomestikation und des Milchkonsums, und sie sind ein klarer Fall von Genkultur-Koevolution .

Eine im American Journal of Human Genetics veröffentlichte Studie aus dem Jahr 2014 dokumentierte zwei weitere SNPs, die signifikante Assoziationen mit dem Persistenzmerkmal Laktase haben. Die Studie fand auch die europäische Variante C/T-13910 bei einigen Hirtengruppen in Nord- und Zentralafrika.

Höhenanpassungen in Äthiopien

Im Jahr 2012 nahm Tishkoff an einer in Genome Biology veröffentlichten Studie teil, in der die Hämoglobinwerte zwischen Bevölkerungen, die in hohen und niedrigen Höhen in Äthiopien leben, verglichen wurden. Die Studie ergab, dass es statistisch signifikante Unterschiede in den Hämoglobinwerten zwischen der Bevölkerung in großer Höhe, den Amhara-Bevölkern , und der Bevölkerung in niedriger Höhe, den Aari- und Hamar-Bevölkern, gibt . Die genomische Analyse ergab verschiedene Genkandidaten, die der Anpassung an große Höhen zugrunde liegen ( CBARA1, VAV3, ARNT2 und THRB) . Diese Studie zeigt ein weiteres Beispiel für konvergente Evolution , da sich die Mutationen in der äthiopischen Hochgebirgspopulation von denen in den tibetischen und Andenpopulationen unterscheiden.

PTC-Geschmackswahrnehmung

Sarah Tishkoff nahm an der ersten Studie zur Variabilität der PTC-Geschmackswahrnehmung teil. PTC ist die bittere antithyreose Verbindung Phenylthiocarbamid, und die Fähigkeit, diese Verbindung wahrzunehmen, wird dem Gen TAS2R38 zugeschrieben . Es wird angenommen, dass TAS2R38 einer Ernährungsumstellung zugrunde liegt, die es ermöglicht, bitter schmeckende giftige Lebensmittel zu vermeiden . Tishkoff und Kollegen stellten die Hypothese auf, dass afrikanische Bevölkerungen mit unterschiedlicher Ernährung aufgrund der mit ihrer Ernährung verbundenen Selektion Unterschiede in ihren Rezeptorgenen aufweisen würden. Die Studie basierte auf einer Stichprobe von 57 afrikanischen Populationen, bestehend aus 611 Individuen und einer Vergleichsgruppe von 132 Nicht-Afrikanern aus dem Nahen Osten, Asien und Amerika. Die Forscher maßen die PTC-Bittergeschmacksempfindlichkeit der Teilnehmer mit einer modifizierten Version der Harris-Kalmus-Schwellenwertmethode, sequenzierten Genomen und führten Haplotyp- und Genotyp-Phänotyp-Assoziationsanalysen durch. Die Ergebnisse konnten die ursprüngliche Hypothese nicht unterstützen. Afrikanische Populationen mit abweichender Ernährung zeigten ähnliche Haplotyphäufigkeiten und es gab wenig genetische Differenzierung zwischen Afrikanern und Nichtafrikanern. Diese Stabilität legt nahe, dass die Variation von TAS2R38 funktionell wichtig ist und uns nicht nur von bitter schmeckenden potentiellen Toxinen abhält .

Kleinwuchs bei westafrikanischen Pygmäen

Tishkoff nahm auch an einer Studie über die adaptive Evolution der westafrikanischen Pygmäen und drei benachbarter Bantu-sprechender landwirtschaftlicher Populationen teil, mit denen sie sich vermischten. Ziel dieser Studie war es, ein erweitertes Verständnis der genetischen Grundlagen der phänotypischen Diversität in Afrika zu erlangen. Die Stichprobe umfasste 132 Individuen aus sechs Populationen, darunter drei aus Pygmäenpopulationen, und die Methoden umfassten Genotypisierung und Abstammungsschätzung. Die Ergebnisse legten nahe, dass die Kleinwüchsigkeit bei westafrikanischen Pygmäen aus der Selektion auf frühe Fortpflanzung und Stoffwechsel- und Immunfunktionen resultiert und dass es zu verschiedenen Zeiten in der Pygmäenevolution mehrere selektive Ereignisse gegeben haben könnte.

Wissenschaftliche Bildung

Tishkoff verfügt über zahlreiche Open-Access-Online-Videos zu Themen, die für ihre Arbeit relevant sind und in Zusammenarbeit mit einer Vielzahl von Forschungsorganisationen, akademischen Konferenzen und Bildungsstiftungen veröffentlicht wurden. Sie nahm an der Biointeractive Lecture Series on Bones, Stones, and Genes: The Origin of Modern Humans des Howard Hughes Medical Institute teil . Diese thematischen Veranstaltungen boten online kostenlose wissenschaftliche Bildungsinhalte, um "die Lücke zwischen Lehrbuch und neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen zu schließen". In ähnlicher Weise hat Tishkoff eine kurze Reihe von Forschungsgesprächen zur afrikanischen Genomik mit der Organisation iBiology veröffentlicht, deren Mission es ist, "in Form von frei zugänglichen kostenlosen Videos die Begeisterung der modernen Biologie und den Prozess wissenschaftlicher Entdeckungen zu vermitteln". ". Andere bemerkenswerte Beispiele sind ihre Videos zu The Evolution of Human Biodiversity: Local Adaptation, Adaptation to Taste and Lactose Intolerance in Africa und Evolution and Adaptation in Africa: Implications for Health and Disease.

Auszeichnungen, Ehrungen und Mitgliedschaften

Als Student an der University of California, Berkeley, erhielt Tishkoff 1987 das Undergraduate Fellowship des UC Berkeley President und schloss sein Studium der Anthropologie mit Auszeichnung ab. Später erhielt sie das Fulbright/DAAD Predoctoral Fellowship für ihre Forschungsarbeiten in Deutschland von 1991 bis 1992. Nach ihrer Promotion erhielt sie von 1996 bis 1998 ein National Science Foundation Postdoctoral Fellowship für ihre Forschung zur molekularen Evolution der University of Maryland erhielt Tishkoff ein Stipendium des Burroughs Wellcome Fund zur Finanzierung ihrer Forschung zur menschlichen Malariaresistenz in Afrika von 1998 bis 2003. Ihre Arbeit wurde später vom David and Lucile Packard Fellowship for Science and Engineering in . gewürdigt 2001.

Während ihrer Tätigkeit an der Fakultät des College of Life Sciences der University of Maryland wurde Tishkoff 2003 mit dem Junior Faculty Excellence Award ausgezeichnet. und Geschmacksempfindlichkeit. Im Jahr 2009 wurde Tishkoff der Pioneer Award des National Institutes of Health Director verliehen , um ihre Forschung in Afrika zu finanzieren, in der genetische und Umweltfaktoren detailliert beschrieben wurden, die die menschlichen physiologischen Merkmale beeinflussen. Sie wurde 2017 in die National Academy of Sciences gewählt und ist außerdem im Vorstand der American Society of Human Genetics (ASHG) . 2019 erhielt sie den Curt Stern Award der AHSG in Anerkennung ihrer Arbeiten zur afrikanischen Humangenetik.

Verweise

Externe Links