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Portait moléculaire d’un oeuf de poisson de bonne qualité – Maternal Legacy

Portrait moléculaire d’un œuf de poisson de bonne qualité

La compréhension et le contrôle de la qualité d’un ovocyte (que l’on peut définir comme sa capacité à être fécondé puis à permettre le bon développement d’un embryon) est une problématique socio-économique importante ayant des implications significatives en élevage et en médecine humaine.

Des mécanismes moléculaires conférant à l’ovocyte sa capacité à soutenir le développement de l’embryon

Comprendre les mécanismes qui font qu’un œuf (cellule issue de la fusion des gamètes mâles et femelles) est capable de soutenir le développement précoce de l’embryon avant que celui-ci ne soit capable d’exprimer ses propres gènes est une question biologique fondamentale commune à tous les animaux. L’objectif global de ce projet est de répondre à cette question en utilisant le zebrafish (Danio rerio), une espèce modèle pour le développement des vertébrés, comme modèle d’étude de compréhension de la qualité de l’œuf chez des espèces de poissons téléostéens utilisées en aquaculture et ce afin de comprendre le déterminisme moléculaire de la qualité de l’œuf.

Le portrait moléculaire d’un œuf de bonne qualité sera réalisé par une caractérisation exhaustive du transcriptome de l’œuf (transcriptome d’origine maternelle) par RNA-seq. Ce travail aura pour objectif de corréler le potentiel de développement de l’œuf avec l’abondance des ARNs qui sont transmis par la mère via l’œuf et qui permettent le développement précoce de l’embryon. Ce portrait moléculaire d’un œuf de bonne qualité permettra également d’identifier des ARNs maternels ayant une abondance différentielle entre des œufs de bonne et de mauvaise qualité et qui seront étudiés plus en détails dans la seconde partie du projet. Ce second volet aura deux objectifs différents qui seront recherchés parallèlement : (i) démontrer l’importance de certains ARN maternels pour le succès du développement précoce en effectuant une approche de type knock-down (KD) qui vise à bloquer la traduction en protéine d’un ARN maternel particulier, annihilant ainsi sa contribution au développement de l’embryon et (ii) évaluer la pertinence des ARN maternels précédemment identifiés chez le zebrafish, chez des espèces d’intérêt aquacole telles que la truite arc-en-ciel, le bar, et la perche distantes phylogénétiquement et présentant des conditions de reproduction différentes.

Nos travaux ont permis la publication récente du rôle de 2 ARN maternels dans la capacité de développement de l’œuf de zebrafish. Nous avons ainsi pu montrer que l’ARN maternel de nucléoplasmine (npm2) était crucial pour le succès du développement précoce (Bouleau et al., 2014), probablement via un rôle dans l’activation du génome zygotique, alors que l’ARN maternel du gène X-linked retinitis pigmentosa (rp2) était lui nécessaire pour l’établissement de l’asymétrie droite-gauche de l’embryon (Desvignes et al., 2015).

Ce travail vise à promouvoir, à terme, la mise en place de marqueurs moléculaires génériques de la compétence au développement de l’œuf qui auraient des applications importantes en élevage, notamment pour les programmes de sélection.

1. Bouleau A, Desvignes T, Traverso JM, Nguyen T, Chesnel F, Fauvel C, Bobe J. 2014. Maternally-inherited npm2 messenger RNA is crucial for egg developmental competence in zebrafish. Biology of Reproduction. 91(2): 43.
2. Desvignes T, Nguyen T, Ches

La compréhension et le contrôle de la qualité d’un ovocyte (que l’on peut définir comme sa capacité à être fécondé puis à permettre le bon développement d’un embryon) est une problématique socio-économique importante ayant des implications significatives en élevage et en médecine humaine. Comprendre les mécanismes qui font qu’un œuf (cellule issue de la fusion des gamètes mâles et femelles) est capable de soutenir le développement précoce de l’embryon avant que celui-ci ne soit capable d’exprimer ses propres gènes est une question biologique fondamentale commune à tous les animaux. L’objectif global de ce projet est de répondre à cette question en utilisant le zebrafish (Danio rerio), une espèce modèle pour le développement des vertébrés, comme modèle d’étude de compréhension de la qualité de l’œuf chez des espèces de poissons téléostéens utilisées en aquaculture et ce afin de comprendre le déterminisme moléculaire de la qualité de l’œuf.
Dans une première partie du projet (tâches 1 à 3), nous ferons un portrait moléculaire d’un œuf de bonne qualité (c’est-à-dire capable de permettre un bon développement) en effectuant l’échantillonnage d’un nombre très conséquent de pontes de zebrafish de qualité variable (bonne, mauvaise, intermédiaire) et en effectuant une caractérisation exhaustive du transcriptome de l’œuf (transcriptome d’origine maternelle). Ce travail aura pour objectif de corréler le potentiel de développement de l’œuf avec l’abondance des ARNs qui sont transmis par la mère via l’œuf et qui permettent le développement précoce de l’embryon. Ce portrait moléculaire d’un œuf de bonne qualité permettra également d’identifier des ARNs maternels ayant une abondance différentielle entre des œufs de bonne et de mauvaise qualité et qui seront étudiés plus en détails dans la seconde partie du projet. Ce second volet aura deux objectifs différents qui seront recherchés dans 2 tâches (4 et 5) menées en parallèle. La tâche 4 consistera à démontrer l’importance de certains ARN maternels pour le succès du développement précoce en effectuant une approche de type knock-down (KD) qui vise à bloquer la traduction en protéine d’un ARN maternel particulier, annihilant ainsi sa contribution au développement de l’embryon. Parallèlement la tâche 5 visera à évaluer la pertinence des ARN maternels précédemment identifiés chez le zebrafish, chez des espèces d’intérêt aquacole telles que la truite arc-en-ciel, le bar, et la perche distantes phylogénétiquement et présentant des conditions de reproduction différentes. Ce travail vise à promouvoir, à terme, la mise en place de marqueurs moléculaires génériques de la compétence au développement de l’œuf qui auraient des applications importantes en élevage, notamment pour les programmes de sélection.

Coordinateur du projet

Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons (Laboratoire public)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons
BioCampus Montpellier - Montpellier GenomiX
Institut National de la recherche Agronimque
Université de Lorraine-Unité de Recherche Animal et Fonctionnalité des Produits Animaux
INSTITUT FRANCAIS DE RECHERCHE POUR L'EXPLOITATION DE LA MER (IFREMER) - CENTRE MEDITERRANEE

Aide de l'ANR 356 940 euros
Début et durée du projet scientifique : février 2014 - 48 Mois

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