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BovEpiSign

Mise en évidence de signatures épigénétiques dans les cellules de l'immunité bovine

CONTEXTE

La mise en place des schémas de sélection dans les filières de ruminants repose sur une succession de révolutions scientifiques dont la dernière en date est la sélection génomique. Elle s’oriente aujourd’hui vers la recherche de l’« Animal Robuste », capable de maintenir ses fonctions biologiques dans une diversité d’environnements. Les compétences immunitaires individuelles sont essentielles et leur caractérisation en situation d’élevage reste un challenge. La compétence immunitaire des animaux (réponses innée et adaptative) dépend de la proportion et de l’activité des différents types de cellules immunitaires qu’ils possèdent, notamment dans leur sang. Elle est influencée par une combinaison de facteurs tels que la génétique, l’alimentation, la conduite d’élevage et les changements environnementaux. Aujourd’hui, il est reconnu que l’identité et l’activité cellulaires dépendent de profils d’expression pilotés par des processus épigénétiques tels que la méthylation de l’ADN : lorsqu’un gène est méthylé, il est peu ou pas exprimé et inversement. L’ensemble de ces marques de méthylation est appelé le méthylome. BovEpiSign a comme objectif d’identifier le méthylome propre à chaque population de cellules immunitaires. L’épigénétique offre donc aujourd’hui la possibilité de développer de nouveaux outils qui contribueront à un phénotypage de précision pour ce caractère complexe.

Type de programme

Durée

09/2019 - 06/2024

Financement apis-gene

213000 €

Coordination

Hélène Jammes (INRAE)

objectifs

Le programme a pour objectif de définir les signatures épigénétiques portées par chaque type de cellules de l’immunité contenues dans le sang et le lait, afin d’évaluer en routine la capacité de réponse immunitaire d’un animal.

Partenaires

Avancements scientifiques

Il repose sur un dispositif expérimental original de 12 vaches Holstein, permettant de limiter la variabilité génétique, 8 d’entre elles étant des clones, mais aussi la variabilité environnementale en les élevant ensemble dans les mêmes conditions. Le but recherché est d’identifier les signatures épigénétiques cellules-spécifiques afin d’en sélectionner les plus discriminantes. Ainsi, 3 populations de globules blancs ont été étudiées chez chaque vache. Cela a notamment permis d’améliorer la connaissance du génome et de son fonctionnement dans la compétence immunitaire des bovins. Les méthylomes de 6 différentes sous-populations de cellules immunitaires jouant des rôles différenciés dans la protection face aux parasites, virus et bactéries, ont été produits, caractérisés et interprétés.

Les signatures les plus explicatives ont été identifiées et font l’objet d’une approche dite d’inférence développée par une équipe de bio-statisticiens, qui permettra de déterminer la proportion des trois types de cellules dans un échantillon de sang ou de lait. Sur les 1,3 millions de positions génomiques mises en évidence, 20 sont suffisantes pour décrire les trois premiers types cellulaires analysés.

Cette démarche sera mise en place en utilisant des vaches dont le statut clinique et l’origine génétique seront variés afin de vérifier que ces signatures permettent de caractériser ces types cellulaires dans un échantillon de sang ou de lait en conditions « terrain ».

CHIFFRES CLEFS

  • 50 vaches Holstein de génétiques diverses
  • 15 vaches Holstein clonées
  • 10 sous-populations de leucocytes triées (plus de 10 heures de cytométrie)
  • Plus de 250 banques de marque épigénétiques (RRBS) construites et séquencées
  • 12 milliards de séquences au total (51 millions de séquences / banque)
  • 168,3 millions de marques épigénétiques analysées (3,3 millions de CpG analysés/banque )
  • Stockage des données : 4 Go / banque (Total 1 To)

Perspectives / Valorisations

  • La méthode d’inférence fait l’objet d’une déclaration d’invention (INRAE – DI-RV-24-0038) et est valorisée dans le
    cadre d’autres programmes de R&D (APIS-GENE-VeauFit, H2020-RumiGen).
  • Cette méthode sera appliquée aux données d’épigénotypage obtenues avec la puce d’épigénotypage EpiChip.
  • Une démarche similaire est appliquée sur des échantillons de lait pour permettre une estimation des proportions des différents types de cellules somatiques en lien avec la santé de la mamelle.

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