Une étude publiée dans Biologie du génome ouvre de nouvelles possibilités pour améliorer l’efficacité de la production dans l’industrie bovine et potentiellement dans l’agriculture animale en général. Une équipe de chercheurs du Baylor College of Medicine, de l’Université Cornell et de l’USDA a découvert que, comme les humains, les bovins sont porteurs de CoRSIV.
Les CoRSIV sont des régions du génome portant des marqueurs chimiques sur l’ADN qui fournissent des informations pouvant permettre aux agriculteurs de prédire et de sélectionner les caractéristiques souhaitables du bétail, telles que la production laitière, la fertilité des femelles et la résistance aux maladies.
« La plupart des gens savent que chaque personne possède un ensemble unique de gènes ou de génome, mais ce que l’on sait moins, c’est que l’expression de ces gènes est régulée par un système de marquages moléculaires sur l’ADN – l’épigénétique – qui indique aux différentes cellules du corps quels gènes activer ou désactiver », a déclaré le Dr Robert A. Waterland, co-auteur correspondant et professeur de pédiatrie et de nutrition au Centre de recherche sur la nutrition infantile USDA/ARS de Baylor.
« Nous nous concentrons sur la méthylation de l’ADN, c’est-à-dire l’ajout de groupes méthyles, la marque épigénétique la plus stable. Les différences de méthylation de l’ADN entre les individus peuvent affecter leur risque de maladie. »
Dans 2019Waterland et ses collègues ont découvert que le génome humain contient des régions spéciales appelées CoRSIV, des régions corrélées de variation interindividuelle systémique.
Chez CoRSIV, les niveaux de méthylation de l’ADN diffèrent d’une personne à l’autre, mais sont cohérents dans les différents tissus de chaque individu. Cela signifie que la méthylation de CoRSIV peut être mesurée dans des tissus facilement accessibles comme le sang, fournissant des informations sur la régulation épigénétique dans les organes internes comme le cerveau, les ovaires ou le foie.
Leurs travaux antérieurs ont fait état de près de 10 000 CoRSIV dans le génome humain et ont suggéré que l’étude de ces nouvelles régions est un moyen puissant de découvrir les causes épigénétiques des maladies. Les CoRSIV ont déjà été associés à divers effets sur la santé notamment le cancer, la fonction thyroïdienne, la cognition, le diabète de type 2, la fente palatine, la schizophrénie, l’obésité infantile et les troubles du spectre autistique.
Dans l’étude actuelle, les chercheurs ont cherché à savoir si les bovins étaient également porteurs du CoRSIV. L’équipe a analysé les données de séquençage de la méthylation de l’ADN du génome entier sur plusieurs tissus de chacune des deux vaches Holstein.
« L’algorithme que nous avons développé indique que les bovins sont effectivement porteurs de CoRSIV », a déclaré le premier auteur Wen-Jou Chang, analyste en bioinformatique au laboratoire Waterland. « Ce qui est encore plus intéressant, c’est que nous avons montré que les CoRSIV bovins partagent des caractéristiques majeures avec ceux des humains, ce qui suggère que les CoRSIV sont probablement présents chez d’autres mammifères. La course est lancée pour les trouver chez d’autres espèces, comme les chevaux et les porcs. »
« Nous avons validé nos résultats informatiques par une analyse en laboratoire des tissus hépatiques, rénaux, cérébraux et sanguins de 20 veaux Holstein différents pour confirmer certains des CoRSIV identifiés par Wen-Jou », a déclaré Waterland, membre du Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center de Baylor. « Cette validation indépendante a grandement renforcé l’étude. »
Le Dr Yi Athena Ren, co-auteur et professeur adjoint au département des sciences animales de l’université Cornell, a déclaré : « Au cours des dernières décennies, l’élevage bovin s’est concentré sur la sélection génétique pour réaliser des progrès substantiels dans la production laitière. Les CoRSIV peuvent offrir une nouvelle approche pour améliorer la sélection des caractères souhaitables pour l’industrie bovine d’une manière durable qui réduit les coûts et les impacts environnementaux. »
« Les CoRSIV bovins, comme ceux des humains, s’établissent tôt dans la vie et restent stables tout au long de la vie de l’individu », a déclaré Waterland.
« Chez les bovins nouveau-nés, les profils de méthylation dans les sous-ensembles de CoRSIV peuvent permettre de prédire les performances futures. Ils peuvent être associés à des caractéristiques spécifiques souhaitables, comme une production laitière abondante, une fertilité élevée des femelles, une résistance aux maladies ou même une tolérance à la chaleur, ce qui permet de sélectionner des veaux individuels présentant des caractéristiques qui conduiront à une productivité accrue. »
Les chercheurs ont montré que, comme chez l’homme, l’établissement de la méthylation de l’ADN chez les CoRSIV bovins est influencé par l’environnement de l’embryon précoce.
« Cela suggère que l’ajustement des conditions de culture d’embryons pendant la reproduction assistée peut offrir des opportunités d’adapter les résultats agricoles par l’ingénierie épigénétique », a déclaré Ren.
« En plus d’aider à la sélection des caractères souhaitables, les CoRSIV peuvent aider à comprendre les processus pathologiques et les variations individuelles chez les bovins. Et si, comme nous le pensons, les CoRSIV sont une caractéristique générale du génome des mammifères, ces opportunités agricoles ne se limitent pas aux bovins. »
Plus d’information:
Les variantes systémiques de méthylation de l’ADN interindividuelles chez les bovins partagent des caractéristiques majeures avec celles des humains, Biologie du génome (2024). DOI: 10.1186/s13059-024-03307-6