Un outil moléculaire au service d’une sélection animale plus durable et responsable

Des gènes qui impactent aussi la variabilité

Chacune des cellules des êtres vivants, y compris les mammifères, possède l’intégralité du patrimoine génétique. Elles ont toutes la même information génétique, le même ADN. Pourtant, l’usage qu’elles en font n’est pas le même, puisqu’une cellule de cœur ne ressemble pas du tout à un globule rouge ou à un neurone. D’autres facteurs entrent en jeu, dont l’épigénétique qui s’intéresse à la manière dont les cellules vont réguler les gènes. Cette discipline va étudier les changements qui s’opèrent dans l’expression (ou non) des gènes, des changements qui interviennent sans modifications dans l’ADN et qui peuvent se transmettre à la descendance.

Il existe plusieurs processus de régulation épigénétique, dont l’empreinte parentale. Tous les mammifères héritent de leurs chromosomes en double, une copie provenant de chacun des parents. La majorité des gènes d’un organisme est exprimée à partir des deux copies. Or, parfois, une seule copie parentale est exprimée alors que l’autre est éteinte ; il sera soumis à empreinte parentale. L’expression du gène va alors dépendre de l’origine parentale. Plusieurs études menées chez l’humain et la souris ont montré que ces gènes soumis à empreinte parentale jouent un rôle majeur dans le comportement, la croissance et le développement pré et post-natal des descendants.

En plus d’une régulation épigénétique, ces gènes peuvent aussi être porteurs de mutations génétiques. Il s’agit de modifications accidentelles qui apparaissent dans le génome et qui peuvent avoir des effets sur les gènes et potentiellement les phénotypes (l’ensemble des caractères observables d’un individu, tels que la couleur des yeux ou du pelage). Ces mutations peuvent se transmettre à la descendance et ce sont elles, entre autres, qui amènent de la variabilité entre des individus d’une même espèce, voire d’une même race, dans le cas des animaux domestiques.

Des mutations ont été détectées dans les gènes à empreinte parentale chez les espèces porcine et ovine. Ces gènes représentent ainsi des modèles très intéressants pour caractériser la variabilité tant d’un point de vue génétique, qu’épigénétique et ainsi élaborer des critères de sélection plus durables et responsables en élevage.

Sélectionner des animaux plus robustes en ciblant les gènes à empreinte parentale

Même si l’importance des gènes à empreinte parentale ne fait plus débat, il n’était pas possible jusqu’à présent d’évaluer leur implication dans la variabilité des phénotypes et donc leur importance dans la sélection animale. Il manquait un outil moléculaire aidant à leur détection et l’avènement des nouvelles technologies de séquençage permet aujourd’hui de les identifier.

Des scientifiques du laboratoire GenPhySE ont donc mis au point, chez le porc, une technologie qui cible les gènes soumis à empreinte parentale. Leur outil moléculaire permet d’étudier de manière simultanée l’information génétique et épigénétique au niveau de ces gènes particuliers. Cet outil permettra ainsi de repérer les éventuelles mutations génétiques et/ou altérations épigénétiques qui expliqueraient les variabilités de caractères agronomiques chez le porc, mais aussi chez d’autres espèces, puisque la technologie est transférable.

Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour un élevage plus responsable, en particulier chez le porc où le bien-être animal est souvent remis en question par la société. L’outil moléculaire pourra notamment servir à comprendre le potentiel impact des gènes à empreinte parentale dans le faible poids de naissance des porcelets qui conduit à des risques importants de mortalité avant le sevrage. Il sera ensuite possible de cibler ces gènes pour une sélection d’individus plus robustes.

Références bibliographiques :

• Huber JN. et al. Genomic Imprinting in the New Omics Era: A Model for Systems-Level Approaches. Front. Genet. 13:838534. https://doi.org/10.3389/fgene.2022.838534
• Deux autres publications en cours de parution :
• Hubert JN et al. A methyl-seq tool to capture genomic imprinted loci. https://doi.org/10.1101/2023.02.21.529206
• Iannuccelli et al. An optimized protocol to detect high-throughput DNA methylation from custom targeted sequences. https://doi.org/10.21203/rs.3.pex-2159/v1