Validación y consistencia de información en estudios de diversidad genética humana a partir de marcadores microsatélites

Abstract

En los últimos veinte años en Colombia se ha dado un gran desarrollo en los estudios poblacionales, en buena parte por el auge de la genética forense de acuerdo con nuestra compleja realidad nacional, como producto derivado se ha dado la importación al país de tecnología suficiente para el desarrollo de nuevas técnicas en biología molecular. Sin embargo dos aspectos metodológicos como los cálculos de tamaño de muestra y la adecuada selección de las muestras no han tenido el mismo desarrollo en los estudios poblacionales, manteniéndose sin criterios específicos, en ocasiones generando resultados pocos claros y con estimaciones confusas sobre nuestras poblaciones. Buscando realizar un aporte en estas dos direcciones, en el presente trabajo se presenta un nuevo algoritmo para la determinación de tamaños de muestra en estudios poblacionales. Este además arroja estimaciones de frecuencias alélicas asociadas a intervalos de confianza, lo que permite aproximaciones más confiables a las realizadas por conteo directo. Junto a este algoritmo se propone un método fundamentado en el análisis genealógico y demográficopara mejorar la selección muestral. La evaluación del algoritmo, se realizó con la base de datos de los usuarios de pruebas de filiación, mientras que para el análisis demográfico se realizaron estudios de campo en las poblaciones del archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina, en el Caribe colombiano y en la península de la Guajira, población con una fuerte ancestría de la comunidad indígena Wayuu. Los resultados obtenidos en los estudios muéstrales indican tamaños cercanos a las 700 personas en poblaciones grandes y con marcada influencia de múltiples grupos ancestrales, dada las altas de migración que caracteriza la población de Bogotá. Por otra parte los análisis demográficos permitieron la construcción de múltiples grupos poblacionales, de lo cual se generaronmodelos de estructuraa priori a los obtenidos con la información genética. El uso de variables demográficas permitió una gran definición de las poblaciones en el espacio y en el tiempo, independientes de las básicas clasificaciones político-administrativas, e incluso de las geográficas. Además, las variables demográficas, permitieron evaluar desde otra óptica los efectos de las diferentes fuerzas de cambio evolutivo en las poblaciones estudiadas. Luego en el trabajo se intento ir más allá, construyendo dos capítulos de reflexión, el primero dirigido a los principiantes en la genética de poblaciones, en el que se explora el origen de la disciplina desde “El origen de las especies”. El segundo dirigido a los investigadores que incursionan en las poblaciones y a quienes presentamos cinco propuestas sugeridas para diseñar e incorporar en sus estudios. Fue un reto lograr los muestreos en el trabajo de campo, por tanto consideramos que junto al refinamiento demográfico o la precisión matemática, se trata de un acercamiento humano, el cual debe ser cuidadosamente realizado y por sobre todo integrador entre una cultura científica y nuestras culturas ancestrales. En los capítulos de reflexión me he permitido plantear mi experiencia de trabajo y después de mucho pensarlo sin lugar a duda creo que esta tesis, so pena de ser extensa es el escenario para hacerlo. / Abstract: During the last twenty years, Colombia has greatly advanced in population studies, mainly for two reasons: (1) because necessary forensic genetics studies developed as a result of our complex national reality, (2) as a derived product as the country has enhanced in molecular biology tools. Nevertheless two methodological aspects including an adequate sample selection and sample size have not had the same development as the population studies. Instead, non-specific criteria exist, results may not be very clear or confusing estimates are generated about our populations. In order to contribute in further discussion on both issues, this thesis introduces a new algorithm to determine sample size in population studies. The output of the algorithm provides allelic frequencies associated to confidence intervals, which allows more reliable approaches to those performed by classical direct count. In addition, a new method, based on genealogical and demographic analyses is proposed in order to improve the selection of the sample. To evaluate the algorithm, a database corresponding to paternity and filiation tests were used, where as for the demographic analysis two field works were carried out (1) with human populations of the archipelago of San Andres, Old Providence and Santa Catalina Islands in the Caribbean and (2) with populations of Wayuu, an Amerindian ethnic group with strong genetic ancestry of the Guajira Peninsula in northern Colombia. The results obtained in the study samples suggest samples sizes of about 700 people for large populations influenced by multiple ancestral groups and large migration rates. Demographic studies allowed proposing a multi-population structure, providing different modelsa priori.The use of demographic variables, instead of administrative and political boundaries, provides a good scenario in time and space for population studies. They also provide elements to understand the effect of evolutionary forces and the quality of In this work, we tried to go beyond throughout two additional chapters of discussion and reflection on the issues of population studies. The first one is aimed to those interested in population enetics by exploring the origin of the discipline, even from Darwin’s “theorigin of species”. The second one is aimed to researchers in forensic genetics throughout fiveproposals suggested to incorporate in their studies. To get the samples for this work was a worthwhile challenge, but together with the demographic refining of the sampling and the proposed mathematical tool, it certainly provides an integrative approach of our scientific culture and our ancestral cultures.In the reflection chapters, ideas and thoughts come my own work experience for the last 10years, so I thought this thesis would be a good scenario to write them out.