Identification de nouveaux biomarqueurs de la fertilité mâle dans le méthylome de la semence bovine: une analyse par RRBS

La presence de taureaux subfertiles sur le marche de l’insemination artificielle influence l’efficacite et la durabilite des elevages, en entrainant des pertes de production, une augmentation du taux de reforme des genisses et un gaspillage des ressources. Aujourd’hui, l’evaluation de la fertilite des taureaux, basee sur l’analyse combinee de marqueurs genetiques et de marqueurs morphologiques, cinetiques et metaboliques de la semence, n’est pas suffisante pour identifier les taureaux subfertiles avant leur entree en production. Notre objectif est d’utiliser l’epigenome de la semence bovine pour identifier de nouveaux marqueurs fiables et precoces de la fertilite mâle.Nous avons mene une analyse pan-genomique de la methylation de l’ADN spermatique par Reduced Representation Bisulfite Sequencing (RRBS). La preparation des librairies ainsi que l‘analyse bioinformatique et statistique des donnees ont ete automatisees au laboratoire, rendant possible l’etude d’une cohorte de 58 taureaux de races Holstein et Montbeliard. Ces taureaux ont ete repartis en trois categories selon l’adequation entre une prediction de fertilite basee sur l’analyse de leur genotype, et leur fertilite reelle sur le terrain : fertiles, subfertiles et deviants (predits comme fertiles mais subfertiles sur le terrain). Des analyses descriptives realisees sur l’ensemble des CpG couverts (> 1 million) montrent que les deviants peuvent etre distingues des autres animaux chez les Holstein uniquement. En accord avec cette observation, davantage de CpG differentiellement methyles (DMC) ont ete identifies entre les categories de fertilite chez les taureaux Holstein que chez les Montbeliard (8884 et 4823, respectivement). De plus, ces DMC presentent une claire tendance a l’hypomethylation chez les deviants Holstein, et sont situes a proximite de genes impliques dans le developpement embryonnaire precoce. Dans les deux races, les DMC identifies permettent de predire de facon robuste le statut de fertilite. Des exemples de validation par pyrosequencage pourront etre presentes, soulignant l’importance des parametres utilises pour l’analyse statistique des resultats de RRBS. Enfin, nous aborderons la problematique de l’integration avec le genotype, qui illustre l’effet direct et indirect de polymorphismes de sequence sur la methylation de l’ADN.En conclusion, cette etude montre que des profils de methylation de l’ADN spermatique peuvent etre associes a la fertilite chez le bovin. Ces resultats seront completes par l’analyse de microARN (voir Sellem et al.) et de modifications post-traductionnelles d’histones. L’ensemble des biomarqueurs identifies serviront de base au developpement d’outils technologiques et statistiques pouvant etre utilises en routine pour ameliorer la prediction de la fertilite mâle.