POLYPHEME

Bovin lait

Interface entre méthylation de l'ADN et polymorphisme de séquence : quel rôle dans la dynamique du génome et quelles opportunités en sélection génomique ?

CONTEXTE

La sélection génétique conventionnelle basée sur les phénotypes, combinée à l’utilisation de l’insémination artificielle, a permis d’améliorer considérablement les caractères d’intérêt agronomique depuis plus de 60 ans. L’analyse du génome dans le cadre de la sélection génomique a accéléré le progrès génétique et permis de sélectionner de nouveaux caractères. Toutefois, l’information génomique ne rend pas compte de l’intégralité de la variance phénotypique et plusieurs hypothèses ont été émises pour expliquer ce phénomène, dont l’intervention de processus épigénétiques. En particulier, certaines marques épigénétiques du spermatozoïde, dont la méthylation de l’ADN, s’avèrent cruciales pour la fertilité mâle et peuvent dans certains cas être transmises à la descendance, affectant le développement de l’embryon ainsi que le phénotype à plus long terme. Néanmoins, ces marques épigénétiques sont elles-mêmes partiellement dépendantes de marqueurs génétiques, entrainant une confusion entre les effets épigénétiques d’origine génétique, qui devraient pour l’essentiel être déjà pris en compte par la sélection génomique, et ceux d’origine environnementale ou physiologique que l’on cherche justement à élucider. Réciproquement, du fait de sa nature mutagène, la méthylation de la lignée germinale joue un rôle important dans l’évolution des génomes.

Type de programme

R&D

Durée

2020/2024

Financement apis-gene

213000 €

Coordination

Hélène Kiefer (INRAE)

objectifs

Le programme explore de nouveaux concepts et vise à apporter de nouvelles connaissances sur les mécanismes génétiques de contrôle de la méthylation et sur son rôle dans la construction du phénotype et la dynamique du génome. Les résultats devraient fournir de nouvelles opportunités pour la sélection génomique, en matière d’adaptation, de robustesse, de résilience ou de gestion des populations. Il s’appuie sur des technologies développées dans le Laboratoire Partenarial Associé (LPA Eliance/INRAE) et sur l’expertise en génétique de l’équipe G2B, et est également en interface avec le programme H2020 RUMIGEN dont le dispositif expérimental est partagé.

© Photo de ANIRUDH sur Unsplash

Partenaires

Avancements scientifiques

Avant de s’intéresser à l’impact de la méthylation spermatique sur le phénotype de la descendance, les premiers travaux consistent à étudier le contrôle génétique et donc l’héritabilité de ces marques épigénétiques paternelles. Pour cela, des échantillons de semence de près de 500 taureaux de race Holstein majoritairement nés après 2010 et pour lesquels les performances des descendantes sont disponibles, ont été collectés. En parallèle, le dispositif expérimental contient également de nombreux éjaculats issus du même taureau, permettant de relier les performances des filles issues de ces éjaculats avec des divergences intra-individuelles de la méthylation, et donc de s’affranchir des biais génétiques pour mieux mettre en évidence des phénomènes de transmission épigénétique. Les extractions d’ADN sont en cours et devraient livrer prochainement leurs secrets. D’autre part, un dispositif unique tirant parti de la contribution très importante de certains taureaux au génome de vaches actuellement sur pied est actuellement en cours de constitution, afin d’étudier l’association entre la méthylation spermatique de ces taureaux et la présence de néo-mutations chez les vaches.

La labellisation du programme par APIS-GENE et la révision des financements alloués à ce programme d’intérêt pour les filières a certainement été un élément déterminant pour sa labellisation par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) en 2021, labellisation qui a réellement marqué le démarrage de POLYPHEME. Grâce à cette labellisation, l’ensemble des tâches envisagées par les chercheurs pourront être investiguées, ajoutant notamment au programme dans sa mouture APIS-GENE les thématiques de contrôle génétique de la méthylation de l’ADN du spermatozoïde.