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Les vaches, "top modèles" de la recherche

Publié le 10/01/2018
Mots-clés : 3PERF-2 - OPENSCIENCE-3 - GA

identification de mutations causales chez le bovin présentant un caractère modèle pour des maladies génétiques humaines

Cet article présente 8 mutations du génome du bovin induisant des syndromes similaires à des syndromes rares chez l’Homme et démontre que la vache, par la similitude des symptômes et la grande taille de familles paternelles, peut être un modèle pertinent pour l’étude des anomalies génétiques humaines, en particulier lorsque les modèles de laboratoire s’avèrent inadaptés.

Chez l’Homme, la description clinique et l’étude moléculaire des syndromes rares sont souvent rendues difficiles par le faible nombre de patients atteints et les difficultés rencontrées pour développer des souches d’animaux modèles pour les anomalies génétiques dominantes les plus sévères. A l’inverse, la structure des populations bovines et les quantités de données phénotypiques et génomiques disponibles chez cette espèce permettent d’identifier rapidement les mutations causales et d’étudier leurs effets sur des cohortes importantes d’animaux atteints.

Une équipe internationale menée par l’Inra, en collaboration avec ALLICE, le CEA et VetAgroSup, a identifié des mutations candidates pour sept anomalies génétiques dominantes*. L’approche vise à séquencer le génome complet d’un animal atteint et à le comparer aux génomes de plus de mille individus contrôles représentant les principaux ancêtres de leurs races. Ces mutations apparues de novo ont été confirmées comme étant bien la cause de ces syndromes. Les examens cliniques et la relation génotype-phénotype parfaite entre les cas bovins et les patients humains présentant des mutations dans les mêmes domaines des mêmes protéines, démontrent que la vache pourrait être un modèle pertinent pour l’étude des anomalies génétiques humaines. Dans certains cas, le modèle bovin peut être meilleur que le modèle murin, qui exprime parfois un phénotype atténué. Par ailleurs, les grandes familles de demi-frères/sœurs produites par insémination animale permettent la cartographie de gènes modificateurs. Enfin, il est possible d’anticiper l’émergence de certaines anomalies génétiques récessives, en identifiant certains taureaux d’insémination porteurs d’éventuelles mutations de novo délétères, et en prévenant ainsi l’émergence de l’anomalie dans les populations.

(* achondrogénèse de type II (trois mutations différentes dans le gène COL2A1), syndrome de CHARGE (CHD7), ostéogénèse imparfaite de type II (COL1A1), syndrome de Tietz (MITF), dysplasie ectodermique anhidrotique, et anomalie de coloration sans équivalent chez l‘Homme, dénommée rouge dominant (COPA).)

Cette étude montre les possibilités offertes par le séquençage systématique d’un grand nombre de génomes complets. Elle offre un éclairage sur le potentiel offert par l’utilisation des espèces d’élevage comme modèles animaux à l’ère post-génomique.

Références bibliographiques :
Bourneuf E., Otz P., Pausch H., Jagannathan V., Michot P., Grohs C., Piton G., Ammermüller S., Deloche M.C., Fritz S., Leclerc H., Péchoux C., Boukadiri A., Saintilan R., Créchet F., Mosca M., Segelke D., Guillaume F., Bouet S., Baur A., Vasilescu A., Genestout L., Thomas A., Allais-Bonnet A., Rocha D., Colle M.A., Klopp C., Esquerré D., Wurmser C., Flisikowski K., Schwarzenbacher H., Burgstaller J., Brügmann M., Dietschi E., Huth N., Freick M., Barbey S., Fayolle G., Danchin-Burge C., Schibler L., Bed’hom B., Hayes B.J., Daetwyler H.D., Fries R., Boichard D., Pin D., Drögemüller C., Capitan A. 2016. Rapid Discovery of De Novo Deleterious Mutations in Cattle Using Genome Sequence Data: Enhancing the Value of Farm Animals as Model Species. Scientific Reports, 7: 11466. http://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-11523-3

Contact : Aurélien Capitan (INRA, Allice), Emmanuelle Bourneuf (CEA), Cécile Grohs (INRA) ; Unité UMR 1313 GABI (collaboration US 1426 GeT), Département GA, Centre INRA de Jouy en Josas