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Titre en français

Etude de la méthylation de l'ADN et de l'expression génique chez des porcs à qualité de semence dégradée porteurs d'une translocation chromosomique réciproque équilibrée

Auteur

Marquet, Valentine

Directeur de thèse

Acloque, Hervé

Date de soutenance

2015-12-03

Établissement de soutenance

Université Toulouse III - Paul Sabatier

Faculté

Purpan

Sujet

Biologie médicale

Mots-clés en français

Sperme

Epigénétique

Infertilité

Méthylation de l'ADN

Spermatogenèse

Translocation chromosomique

Translocation réciproque

Porc

Spermogramme anormal

Résumé en français

L'infertilité est une préoccupation majeure en médecine humaine et en agronomie. Des analyses épigénétiques ont mis en évidence des anomalies de la méthylation de plusieurs gènes dans la lignée germinale d'individus infertiles, fournissant de nouvelles informations sur les causes génétiques d'infertilité. De plus, il a été récemment suggéré qu'un des mécanismes par lequel les translocations chromosomiques équilibrées affectent la fertilité est l'induction dans les cellules germinales de modifications épigénétiques au niveau de gènes critiques pour la méiose.
Mon équipe d'accueil a précédemment identifié une
méthylation anormale sur un locus soumis à empreinte parentale chez trois porcs infertiles, dont deux porcs porteurs d'une translocation réciproque. Notre objectif était donc d'explorer l'impact des translocations chromosomiques sur la méthylation de l'ADN pendant la méiose mâle dans un contexte de spermatogenèse altérée. Nous avons comparé la méthylation de l'ADN localement autour des points de cassure des translocations et à l'échelle du génome entier dans la lignée germinale de ces trois porcs et de contrôles fertiles par séquençage haut-débit.
Nous avons identifié 18 régions différentiellement méthylées (DMR) dont 7 ont été confirmés par pyroséquençage, mais aucune à proximité des points de cassure des translocations. Nous avons ensuite quantifié l'activité transcriptionnelle et mis en évidence 7 gènes différentiellement exprimés autour des points de cassure et 4 gènes différentiellement exprimés en lien avec les DMR. Aucun de ces gènes n'a de fonction connue dans la spermatogenèse. Une étude sur un plus grand nombre d'individus et en concentrant les analyses sur les méiocytes permettrait de mieux comprendre comment des anomalies du profil de méthylation de l'ADN et des translocations chromosomiques affectent la spermatogenèse.

Résumé en anglais

Infertility is a concern for both human and livestock. Epigenetic analyses have highlighted abnormalities in the methylation of several genes in the germline of infertile subjects, providing new information on genetic causes of infertility. Furthermore, it has been recently hypothesized that one mechanism through which balanced chromosomal translocations affect fertility is the induction in germ cells of epigenetic modifications on genes critical for meiosis. Our team previously found an abnormal methylation in an imprinted locus in three infertile boars, including two boars carrying a reciprocal translocation. We thus aim to explore the impact of chromosomal translocations on DNA methylation during male meiosis, in a context of altered spermatogenesis. We analyzed genome-wide DNA methylation and local methylation around the translocations breakpoints in the germline of these three boars compared to fertile controls by performing high-throughput sequencing of methylated sperm DNA. We identified 18 differentially methylated regions (DMR), 7 of which were confirmed by pyrosequencing but none around chromosomal translocation breakpoints. We then quantified transcriptional activity and highlighted in the infertile pigs 7 differentially expressed genes surrounding chromosomal breakpoints and 4 differentially expressed genes related to DMRs. Future work on a larger scale and focusing on meiocytes should provide more insights on how abnormal methylation patterns and chromosomal translocations affect spermatogenesis.

Date de publication

2015-12-08T13:47:39