Quelques résultats issus du programme EpiBird, "Analyses Epigénétiques chez les Oiseaux"

National audienceBien que le poulet soit la première espèce d'importance agronomique à avoir été séquencée, moins d'expériences que chez les mammifères ont été menées chez des oiseaux afin d'étudier ces processus épigénétiques, malgré leur influence possible sur les phénotypes économiquement importants. Une meilleure compréhension des mécanismes épigénétiques gouvernant la réponse du génome aux environnements changeants pourrait ouvrir de nouvelles voies pour améliorer, notamment, l'efficacité de la sélection et le bien-être animal. Ces phénomènes pourraient être pris en compte par les généticiens visant à étudier l'adaptation des animaux à des environnements changeants. Le programme EpiBird avait pour but d’aborder cette thématique, encore peu développée, chez les oiseaux. Outre les analyses approfondies, dans divers types cellulaires, des gènes présents chez la poule et pouvant intervenir dans les phénomènes épigénétiques, notamment au cours du développement, nous avons réalisé des études dans différents modèles - poule, canard et caille - pour aborder les question de l'existence d'empreinte génomique parentale chez les oiseaux, de programmation nutritionnelle et d'épigénétique transgénérationnelle. Chez la poule, nous avons caractérisé par séquençage le transcriptome embryonnaire pour mettre en évidence un phénomène d'empreinte génomique parentale, s'il existe, chez le poulet (thèse de Laure Frésard). L'obtention des séquences du transcriptome de 20 embryons issus de croisements réciproques entre deux lignées génétiquement éloignées, et les plus consanguines possible, a démontré l'absence d'empreinte génomique parentale dans l'embryon entier de 4,5 jours. Des analyses de méthylation ont été réalisées sur ces embryons par WGBS (Whole Genome Bisulfite Sequencing) et sont en cours d'analyse (thèse de Marjorie Mersch). Chez le canard, la question était d'observer si une carence en méthionine dans le régime des mères avait une influence sur le phénotype des descendants, 2 (voie paternelle) ou 3 (voie maternelle) générations plus tard. Nous avons choisi le modèle du canard mulard gavé, principale source de foie gras en France, hybride intergénérique issu du croisement d'une mère "commune" avec un père "Barbarie". Après avoir montré qu'une programmation nutritionnelle des mères influençait le phénotype des descendants (travaux poursuivis par Mireille Morisson), nous avons observé un effet général de la carence en méthionine des canes communes de la génération G0 pour plusieurs fonctions à la génération G3 : la croissance globale des mulards jusqu’à l’âge de 12 semaines, une croissance de type compensatrice entre 4 et 8 semaines, une allométrie de croissance différente de certains organes (différences de développement musculaire du magret, notamment), le gain de poids en gavage traduisant l’efficacité de la lipogénèse hépatique et enfin des différences concernant l’engraissement sous-cutané après gavage. Ces fonctions qui semblent indépendantes pourraient mettre en jeu des mécanismes physiologiques (et épigénétiques) différenciés. Des effets sexe-spécifiques sont mis en évidence sur la consommation en gavage et le poids du gras abdominal. Dans la lignée Barbarie, des mâles ayant subi une carence précoce par le régime de leurs mères transmettent, via leurs gamètes, des effets qui diminuent le poids corporel, mais augmentent le gain de poids pendant le gavage. Le poids du gras abdominal est significativement accru, ainsi que les taux de glucose et de triglycérides sanguins en fin de gavage. Enfin, nous avons utilisé une population de cailles issue de la lignée S+ (à forte motivation sociale). L'objectif était alors d’estimer les différences phénotypiques entre deux lignées de cailles de la troisième génération (G3) issues des mêmes ancêtres (G-1), aux œufs traités (G0 Epi+) ou non (G0 Epi-) par une injection de génistéine. La génistéine perturbe l'épigénome (notamment au niveau de la méthylation de l'ADN) et est un phyto-oestrogène connu pour son impact sur l'appareil reproducteur dans plusieurs espèces, au moins sur la première génération de descendants. Après 3 générations sans traitement, une différence significative sur la maturité sexuelle des animaux, qui n’est alors plus attribuable aux effets maternels directs, a été observée entre les lignées Epi+ et Epi- : les animaux Epi- sont plus précoces et pondent plus d’œufs sur leurs carrières. Un effet significatif a également été démontré sur l’interaction entre le poids à 3 semaines et le sexe des animaux. Enfin, des tests de comportement ont révélé des différences très significatives entre les deux populations : la lignée Epi , n'ayant pas subi l'injection, a un comportement similaire à la lignée S+ dont elle est issue. Phénomène remarquable, la lignée Epi+ montre, elle, un comportement comparable à la lignée S-. Les différences entre les deux populations sont de même ampleur que les différences entre les animaux de la cinquantième génération issus des deux lignées sélectionnées de manière divergente. Ces analyses mettent en évidence l'impact d'une modification de l'environnement des fondateurs sur le phénotype des descendants, 3 générations plus tard, chez la caille. Les lignées ont été construites en "miroir", de manière à disposer du fond génétique le plus homogène possible entre les deux lignées, et les effets des fondateurs ont bien sûr été intégrés dans les modèles d'analyse, mais on ne peut exclure une explication génétique aux phénomènes observés. Le programme SelGen EPIQUES devrait nous permettre d'aller plus loin dans cette thématique de recherches