In this work we have analyzed the variation of (i) several X chromosome polymorphic Alu insertions and (ii) several SNPs and microsatellites within and around the genomic regions of the genes coding for coagulation factors VII and XII (F7 and F12 respectively) in different human populations - mainly Mediterranean, but also from other geographic regions. Alu polymorphisms are very useful for anthropological studies to investigate the origin and genetic relationships between different human populations. In addition, there are certain mutations in the F7 and F12 genes that affect plasma levels of coagulation factors VII and XII, as well as the risk of cardiovascular diseases, with a high epidemiological relevance. The main conclusions of the thesis are the following: 1. Genetic differentiation among populations of northern Africa and southern Europe is low but significant. 2. For the same range of geographical distances in the Mediterranean, the genetic distances between populations from opposite coasts are longer than those between populations of the same coast, indicating that the Mediterranean may have acted as a barrier to gene flow between northern Africa and southern Europe. 3. Haplotype analysis of the F7 and F12 genomic regions has provided evidence of a higher sub-Saharan gene flow to northern Africa than to Southern Europe. This observation may be the result of the existence of a genetic barrier in the Mediterranean. 4. As shown by the principal component analysis, genetic differentiation between the studied populations in southern Europe is less pronounced than that in Africa. 5. Unlike previous studies, the genetic variation studied in this work showed that the Basques present no special genetic characteristics compared to other southern European populations. 6. According to the X chromosome Alu polymorphisms, the Egyptian Berbers from the Siwa Oasis appear as the most differentiated population within North African with a strong sub-Saharan influence. 7. The data indicate that, of all North African populations, the population of Monastir in Tunisia is genetically closest to Europe, possibly due to the historical background of the region and a less pronounced geographic isolation compared to other countries of northern Africa. 8. The genetic variation of both the X chromosome and, for the most part, the autosomal markers showed that the Berbers from the Maghreb (Asni and Khenifra) are significantly more differentiated among all North African populations. 9. The population distribution of the variation in the F7 gene promoter region shows no traits of positive selection in the Mediterranean region. On the contrary, there is strong evidence of positive selection in the indigenous population of Bolivia. 10. The lack of association between polymorphism FXII 46C> T and ischemic heart disease in the case-control study of Tunisia suggests that this polymorphism is not a universal risk factor for ischemic heart disease. / En esta tesis se ha analizado la variación que presentan (i) los polimorfismos Alu del cromosoma X y (ii) unos SNPs y microsatélites dentro y en torno a las regiones genómicas de los genes que codifican para los factores de coagulación VII y XII (F7 y F12 respectivamente) en distintas poblaciones humanas procedentes mayoritariamente del mediterráneo además de otras regiones geográficas. Los polimorfismos Alu son muy útiles para los estudios antropológicos que investigan el origen y las relaciones genéticas entre diversas poblaciones humanas. Asimismo, en los genes F7 y F12 se sitúan unas mutaciones que determinan los niveles plasmáticos de los factores de coagulación VII y XII y el desarrollo de enfermedades cardiovasculares, teniendo su distribución poblacional un alto interés epidemiológico. Las principales conclusiones de la tesis son las siguientes: 1. La diferenciación genética entre poblaciones del norte de África y sur de Europa es baja pero significativa. 2. Para del mismo rango de distancias geográficas en el mediterráneo, las distancias genéticas entre poblaciones procedentes de costas opuestas son más largas que entre poblaciones de la misma costa, indicando que el mar mediterráneo puede haber actuado como una barrera al flujo génico entre el norte de África y sur Europa. 3. El análisis de haplotipos de las regiones F7 y F12 ha proporcionado evidencias de un flujo génico subsahariano más elevado hacia el norte de África que el sur de Europa. Esta observación podría ser el resultado de la existencia de una barrera genética en el Mediterráneo. 4. Como han mostrado los análisis de componentes principales, la diferenciación genética interpoblacional en la parte europea del mediterráneo es menos pronunciada que en la parte Africana. 5. A diferencia de estudios anteriores, la variación genética estudiada en este trabajo mostró que los vascos no presentaron ninguna posición genética especial con respecto a otras poblaciones del sur de Europa. 6. Según los polimorfismos Alu del cromosoma X, los bereberes egipcios del Oasis de Siwa aparecen como la población más diferenciada dentro del norte de África y con una fuerte influencia subsahariana. 7. Todos los datos afirman que, de todas las poblaciones del norte de África, la población de Monastir en Túnez es la más cercana genéticamente a Europa, posiblemente debido a los antecedentes históricos de la región y a un aislamiento geográfico menos pronunciado en comparación con otros países del norte de África. 8. La variación genética del cromosoma X, pero sobretodo de los marcadores autosómicos, mostró que los bereberes procedentes del Magreb (Asni y Khenifra) son notablemente los más diferenciados en el conjunto de las poblaciones norteafricanas examinadas. 9. La distribución poblacional de la variación en la región promotora del gen F7 no presenta rasgos de selección positiva en la región mediterránea. En cambio, hay evidencias sólidas de una la selección positiva en la población indígena de Bolivia. 10. La falta de asociación entre el polimorfismo FXII 46C>T y la cardiopatía isquémica en el estudio caso-control de Túnez sugiere que dicho polimorfismo no es un factor de riesgo universal de la cardiopatía isquémica.

Las enfermedades genéticas se clasifican típicamente en dos grandes grupos: las enfermedades mendelianas y las enfermedades complejas. Mientras que las enfermedades mendelianas se caracterizan por ser de baja frecuencia en la población y estar causadas por mutaciones en un gen particular, las enfermedades complejas son el principal problema sanitario en los países desarrollados y se encuentran producidas por la interacción de factores ambientales y factores genéticos. En este caso no se puede hablar de mutación en un determinado gen, sino de polimorfismo que incrementa en una pequeña fracción el riesgo a padecer la enfermedad. En la presente tesis se ha estudiado la distribución espacial de la variabilidad genética tanto en enfermedades mendelianas (en concreto la fibrosis quística, la fenilcetonuria y la b-talasemia) como en una enfermedad compleja (la enfermedad coronaria) en poblaciones europeas y de todo el mundo. Los resultados obtenidos sugieren que la distribución geográfica de la variabilidad genética de las enfermedades mendelianas depende principalmente de factores demográficos y de la historia de las poblaciones. Ahora bien, este efecto no es independiente de factores selectivos. En particular, fenómenos de selección equilibradora pueden incrementar o disminuir la variabilidad genética en una población dependiendo de el momento en el que se dio el evento selectivo. En el caso de la enfermedad compleja estudiada, la enfermedad coronaria, nuestros resultados indican que la distribución espacial de los polimorfismos de riesgo en poblaciones europeas depende, al igual que sucede con otros marcadores genéticos, principalmente de la historia de poblaciones, especialmente del poblamiento del continente europeo, la posterior reexpansión después del último periodo glacial y de las gran expansión poblacional de los agricultores durante el neolítico.

La presente tesis, titulada “Genes, peoples and languages in Central Africa”, examina los patrones de diversidad genética en poblaciones del oeste de Africa central, más específicamente, poblaciones Bantús y Pigmeas de Gabon y Camerún, dos zonas vitales para la comprensión de la expansión Bantú. Se han analizado más de 800 muestras a nivel del cromosoma Y con el fin de caracterizar genéticamente a estas poblaciones, y establecer la relación genética entre ellas. Los resultados han demostrado que la expansión Bantú homogeneizó el acervo genético de las poblaciones Bantús, eliminando la diversidad pre-Bantú, mientras que diversificó aquel de las poblaciones Pigmeas, introduciendo linajes Bantus. Además, se ha visto que el flujo de linajes paternos parece haber tenido una única dirección: de Bantus a Pigmeos. Estos resultados contrastan con aquellos obtenidos para linajes maternos (DNA mitocondrial) en estas zonas, donde se ha observado un considerable flujo genético de Pigmeos a Bantus, sugiriendo un posible sesgo sexual en la tasa de mestizaje entre poblaciones Bantus y Pigmeas. Un hallazgo interesante es la presencia de un linaje no-africano en estas poblaciones de África subsahariana. / The present thesis titled “ Genes, peoples and languages in Central Africa” examines the genetic diversity patterns in populations from west central Africa, more specifically, in Bantu and Pygmy populations from Gabon and Cameroon, two key areas in the understanding of the Bantu expansion. More than 800 samples have been analysed at the Y chromosome level in order to genetically characterise these populations and establish the genetic relationship between them. The results have shown that the Bantu expansion largely homogenised the gene pool of Bantu populations, erasing the pre-Bantu diversity, while it diversified that of Pygmy groups, introducing Bantu lineages into their gene pool. Furthermore, gene flow of paternal lineages seems to have taken place mainly in one direction; from Bantus to Pygmies. These results contrast with those found in studies of maternal (mtDNA) lineages in these areas, where considerable gene flow from Pygmy to Bantu populations have been observed, suggesting possible sex-biased admixtures rates between Bantu and Pygmy populations. An interesting finding, is the significant presence of a non-African lineage in these sub-Saharan populations.

Esta dissertação é o resultado de um intenso processo de imersão em um dos espaços mais íntimos do fazer científico: o laboratório. O objetivo interposto foi o de realizar uma pesquisa de caráter etnográfico em um laboratório de pesquisa em genética de populações humanas, vinculado ao Instituto de Biociências, ao Departamento de Genética e ao Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular (PPGBM) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). O objeto deste estudo não foi o laboratório de pesquisa em si, mas as práticas científicas levadas a cabo por este coletivo ao ser fazer do Consórcio para Análise da Diversidade e Evolução na América Latina (CANDELA), um consórcio de pesquisa multi-cêntrico que, como o próprio nome indica, procura dar conta da diversidade étnico-racial em diversos países na América Latina. Buscou-se etnografar o que acontecia, sobretudo, entre instrumentos e práticas laboratoriais, durante a realização deste consórcio de pesquisa, abordando as escolhas práticas e conceituais que foram adotadas no cotidiano científico durante pouco mais de seis meses. Tentou-se não perder de vista as associações mais amplas que foram estabelecidas nesse contexto, de forma que o laboratório foi o ponto de partida e não o ponto de chegada. Nesse sentido, o que se realizou é o que se denomina aqui de “etnografia a partir do laboratório”. No plano teórico-epistemológico, a proposta é a de colocar em questão dicotomias clássicas da ciência moderna, como cultura-natureza, a partir do estudo etnográfico de um projeto de pesquisa que estaria na fronteira entre as ditas ciências naturais e ciências sociais, contribuindo para a ampliação da discussão em torno da agência dos não humanos e de quanto isso se faz central em uma pesquisa de cunho etnográfico que leve a sério não só o que dizem nossos interlocutores humanos, mas também aqueles que emergem a partir da fala destes e da observação da prática científica. Além disso, ao mesmo tempo que esta dissertação procura mostrar a centralidade dos não humanos na prática científica principalmente através de um evento ocorrido ao longo do trabalho de campo, ela aponta para a possibilidade de interlocução entre as ciências biológicas e as ciências sociais. / This dissertation is the result of an intense immersion in one of the most intimate spaces of the scientific practice: the laboratory. The goal brought was to conduct an ethnographic research in a laboratory in population genetics, linked to the Instituto de Biociências, of Departamento de Genética and to Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular (PPGBM) at the Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). The object of this study was not to research the laboratory itself, but the scientific practices undertaken by this collective as being part of the Consortium for Analysis of Diversity and Evolution in Latin America (CANDELA), a multi-center research consortium, as its name implies, sought to account for the racial-ethnic diversity in several countries in Latin America. It tries to give an account of what happened, especially among instruments and laboratory practice, within this research consortium, tackling the everyday practical and conceptual scientific choices ocurred during the over six months of fieldwork research. It intends to not lose sight of the broader associations that were established in this context, so that the laboratory was the starting point and not the ending point. In this sense, what took place is what is called here an “ethnography from the laboratory”. In a theoretical-epistemological scheme, the proposal is to discuss traditional dichotomies of modern science, such as culture and nature, from ethnographic study of a research project that was on the border between natural sciences and social sciences, contributing to expanding the discussion on the agency of nonhumans and how this is done in an ethnographic research that takes seriously not only what is said by our human counterparts, but also those that emerge from these talks and from the observation of scientific practice. Moreover, while this dissertation seeks to show the centrality of non-human in scientific practice mainly through an event that occurred over the fieldwork, it points to the possibility of dialogue between the natural sciences and the social sciences.

Esta dissertação é o resultado de um intenso processo de imersão em um dos espaços mais íntimos do fazer científico: o laboratório. O objetivo interposto foi o de realizar uma pesquisa de caráter etnográfico em um laboratório de pesquisa em genética de populações humanas, vinculado ao Instituto de Biociências, ao Departamento de Genética e ao Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular (PPGBM) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). O objeto deste estudo não foi o laboratório de pesquisa em si, mas as práticas científicas levadas a cabo por este coletivo ao ser fazer do Consórcio para Análise da Diversidade e Evolução na América Latina (CANDELA), um consórcio de pesquisa multi-cêntrico que, como o próprio nome indica, procura dar conta da diversidade étnico-racial em diversos países na América Latina. Buscou-se etnografar o que acontecia, sobretudo, entre instrumentos e práticas laboratoriais, durante a realização deste consórcio de pesquisa, abordando as escolhas práticas e conceituais que foram adotadas no cotidiano científico durante pouco mais de seis meses. Tentou-se não perder de vista as associações mais amplas que foram estabelecidas nesse contexto, de forma que o laboratório foi o ponto de partida e não o ponto de chegada. Nesse sentido, o que se realizou é o que se denomina aqui de “etnografia a partir do laboratório”. No plano teórico-epistemológico, a proposta é a de colocar em questão dicotomias clássicas da ciência moderna, como cultura-natureza, a partir do estudo etnográfico de um projeto de pesquisa que estaria na fronteira entre as ditas ciências naturais e ciências sociais, contribuindo para a ampliação da discussão em torno da agência dos não humanos e de quanto isso se faz central em uma pesquisa de cunho etnográfico que leve a sério não só o que dizem nossos interlocutores humanos, mas também aqueles que emergem a partir da fala destes e da observação da prática científica. Além disso, ao mesmo tempo que esta dissertação procura mostrar a centralidade dos não humanos na prática científica principalmente através de um evento ocorrido ao longo do trabalho de campo, ela aponta para a possibilidade de interlocução entre as ciências biológicas e as ciências sociais. / This dissertation is the result of an intense immersion in one of the most intimate spaces of the scientific practice: the laboratory. The goal brought was to conduct an ethnographic research in a laboratory in population genetics, linked to the Instituto de Biociências, of Departamento de Genética and to Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular (PPGBM) at the Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). The object of this study was not to research the laboratory itself, but the scientific practices undertaken by this collective as being part of the Consortium for Analysis of Diversity and Evolution in Latin America (CANDELA), a multi-center research consortium, as its name implies, sought to account for the racial-ethnic diversity in several countries in Latin America. It tries to give an account of what happened, especially among instruments and laboratory practice, within this research consortium, tackling the everyday practical and conceptual scientific choices ocurred during the over six months of fieldwork research. It intends to not lose sight of the broader associations that were established in this context, so that the laboratory was the starting point and not the ending point. In this sense, what took place is what is called here an “ethnography from the laboratory”. In a theoretical-epistemological scheme, the proposal is to discuss traditional dichotomies of modern science, such as culture and nature, from ethnographic study of a research project that was on the border between natural sciences and social sciences, contributing to expanding the discussion on the agency of nonhumans and how this is done in an ethnographic research that takes seriously not only what is said by our human counterparts, but also those that emerge from these talks and from the observation of scientific practice. Moreover, while this dissertation seeks to show the centrality of non-human in scientific practice mainly through an event that occurred over the fieldwork, it points to the possibility of dialogue between the natural sciences and the social sciences.

Esta dissertação é o resultado de um intenso processo de imersão em um dos espaços mais íntimos do fazer científico: o laboratório. O objetivo interposto foi o de realizar uma pesquisa de caráter etnográfico em um laboratório de pesquisa em genética de populações humanas, vinculado ao Instituto de Biociências, ao Departamento de Genética e ao Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular (PPGBM) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). O objeto deste estudo não foi o laboratório de pesquisa em si, mas as práticas científicas levadas a cabo por este coletivo ao ser fazer do Consórcio para Análise da Diversidade e Evolução na América Latina (CANDELA), um consórcio de pesquisa multi-cêntrico que, como o próprio nome indica, procura dar conta da diversidade étnico-racial em diversos países na América Latina. Buscou-se etnografar o que acontecia, sobretudo, entre instrumentos e práticas laboratoriais, durante a realização deste consórcio de pesquisa, abordando as escolhas práticas e conceituais que foram adotadas no cotidiano científico durante pouco mais de seis meses. Tentou-se não perder de vista as associações mais amplas que foram estabelecidas nesse contexto, de forma que o laboratório foi o ponto de partida e não o ponto de chegada. Nesse sentido, o que se realizou é o que se denomina aqui de “etnografia a partir do laboratório”. No plano teórico-epistemológico, a proposta é a de colocar em questão dicotomias clássicas da ciência moderna, como cultura-natureza, a partir do estudo etnográfico de um projeto de pesquisa que estaria na fronteira entre as ditas ciências naturais e ciências sociais, contribuindo para a ampliação da discussão em torno da agência dos não humanos e de quanto isso se faz central em uma pesquisa de cunho etnográfico que leve a sério não só o que dizem nossos interlocutores humanos, mas também aqueles que emergem a partir da fala destes e da observação da prática científica. Além disso, ao mesmo tempo que esta dissertação procura mostrar a centralidade dos não humanos na prática científica principalmente através de um evento ocorrido ao longo do trabalho de campo, ela aponta para a possibilidade de interlocução entre as ciências biológicas e as ciências sociais. / This dissertation is the result of an intense immersion in one of the most intimate spaces of the scientific practice: the laboratory. The goal brought was to conduct an ethnographic research in a laboratory in population genetics, linked to the Instituto de Biociências, of Departamento de Genética and to Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular (PPGBM) at the Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). The object of this study was not to research the laboratory itself, but the scientific practices undertaken by this collective as being part of the Consortium for Analysis of Diversity and Evolution in Latin America (CANDELA), a multi-center research consortium, as its name implies, sought to account for the racial-ethnic diversity in several countries in Latin America. It tries to give an account of what happened, especially among instruments and laboratory practice, within this research consortium, tackling the everyday practical and conceptual scientific choices ocurred during the over six months of fieldwork research. It intends to not lose sight of the broader associations that were established in this context, so that the laboratory was the starting point and not the ending point. In this sense, what took place is what is called here an “ethnography from the laboratory”. In a theoretical-epistemological scheme, the proposal is to discuss traditional dichotomies of modern science, such as culture and nature, from ethnographic study of a research project that was on the border between natural sciences and social sciences, contributing to expanding the discussion on the agency of nonhumans and how this is done in an ethnographic research that takes seriously not only what is said by our human counterparts, but also those that emerge from these talks and from the observation of scientific practice. Moreover, while this dissertation seeks to show the centrality of non-human in scientific practice mainly through an event that occurred over the fieldwork, it points to the possibility of dialogue between the natural sciences and the social sciences.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / DNA phenotyping is a rapidly developing area of research in forensic biology. Externally visible characteristics (EVCs) can be determined based on genotype data, specifically from single nucleotide polymorphisms (SNPs). These SNPs are chosen based on their association with genes related to the phenotypic expression of interest, with known examples in eye, hair, and skin color traits. DNA phenotyping has forensic importance when unknown biological samples at a crime scene do not result in a criminal database hit; a phenotype profile of the sample can therefore be used to develop investigational leads. IrisPlex, an eye color prediction assay, has previously shown high prediction rates for blue and brown eye color in a European population. The objective of this work was to evaluate its utility in a North American population. We evaluated the six SNPs included in the IrisPlex assay in an admixed population sample collected from a U.S.A. college campus. We used a quantitative method of eye color classification based on (RGB) color components of digital photographs of the eye taken from each study volunteer and placed in one of three eye color categories: brown, intermediate, and blue. Objective color classification was shown to correlate with basic human visual determination making it a feasible option for use in future prediction assay development. In the original IrisPlex study with the Dutch samples, they correct prediction rates achieved were 91.6% for blue eye color and 87.5% for brown eye color. No intermediate eyes were tested. Using these samples and various models, the maximum prediction accuracies of the IrisPlex system achieved was 93% and 33% correct brown and blue eye color predictions, respectively, and 11% for intermediate eye colors. The differences in prediction accuracies is attributed to the genetic differences in allele frequencies within the sample populations tested. Future developments should include incorporation of additional informative SNPs, specifically related to the intermediate eye color, and we recommend the use of a Bayesian approach as a prediction model as likelihood ratios can be determined for reporting purposes.