L'expression du gène BCAR4 (Breast Cancer anti-estrogen Resistance 4) et son rôle dans la reproduction chez la lapine

BCAR4 (Breast Cancer anti-estrogen Resistance 4) gene expression and its role in reproduction of the female rabbit

• Auteur / Autrice : Maud Peyny
• Direction : Rozenn Dalbiès-Tran
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 16/12/2019
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie de la Reproduction et des Comportements (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Marie Saint-Dizier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Julien Bobe, Charlotte Lécureuil
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Thierry Joly, Eric Pailhoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunofluorescence

Transfection

Buvardage de western

Estrone

Fécondité

Génotype

Phénotype

Follicule ovarique mûr

PCR (génétique)

Facteurs de transcription

Transcription génétique

Tests de toxicité in vivo

Cultures cellulaires

Expression génique

Reproduction (biologie) -- Régulation

Lapin

Mots clés libres

Fertilité

Ovaire

Ovocyte

Édition du génome

BCAR4

Fertility

Ovary

Oocyte

Genome editing

Breast cancer anti-estrogen resistance 4

Follicular development

Transgenic animals

Résumé

Le gène BCAR4 (Breast Cancer anti-estrogen Resistance 4) a précédemment été découvert chez le bovin comme un gène exprimé préférentiellement dans l'ovocyte et l'embryon précoce et dont l’inhibition altère le développement embryonnaire in vitro. Cependant, son rôle dans l’ovogenèse, la folliculogenèse et globalement la fertilité in vivo restait inconnu. Le gène est conservé chez divers mammifères mais pas chez les rongeurs, le lapin a donc été choisi pour analyser son expression et sa fonction in vivo. Le transcrit BCAR4 est détecté dans l’ovaire dès la formation des follicules primordiaux, et dans les follicules préantraux et antraux, jusque dans l’ovocyte ovulé. Son abondance diminue après la fécondation et tout au long du développement préimplantatoire pour disparaître dans le blastocyste, un profil typique d’un transcrit maternel.Afin d’appréhender le rôle du gène BCAR4 in vivo dans la reproduction chez la femelle, des lapins porteurs d’une altération du gène BCAR4 ont été créés par édition du génome à l’aide de nucléases effectrices de type activateur de transcription (TALEN), et une lignée a été générée. Les animaux porteurs de la modification à l’état homozygote ou hétérozygote sont viables et en bonne santé. L’efficacité de l’altération génétique a été démontrée par transcription inverse couplée à la PCR : trente fois moindre que chez les animaux de génotype sauvage, l’expression de BCAR4 peut être considérée comme abolie dans les follicules ovariens des individus homozygotes. Les femelles ont été phénotypées sur plusieurs paramètres liés à la reproduction. Le génotype n’a pas d’impact significatif sur la folliculogenèse ou l’activité ovarienne, estimés par le dénombrement folliculaire sur coupes histologiques, la concentration plasmatique en hormone anti-mullérienne ou la réponse à la stimulation ovarienne. Pour évaluer la fertilité et la prolificité, les femelles ont été inséminées trois fois à six semaines d’intervalle. Les femelles homozygotes présentaient un taux de mise-bas significativement plus faible que les femelles hétérozygotes, 22±7% vs 71±11% (moyenne±sem), et une prolificité de 1,5±0,7 vs 5,8±1,5 lapereaux par insémination. En conclusion, le gène BCAR4 n’est pas indispensable pour le développement folliculaire, mais il contribue à une fertilité optimale chez la lapine.

The BCAR4 gene (Breast Cancer anti-estrogen Resistance 4) has been previously characterized in cattle as a gene expressed preferentially in the oocyte and early embryo, whose inhibition alters embryonic development in vitro. However, its role in oogenesis, folliculogenesis and overall in fertility in vivo remains unknown. Since this gene is conserved in various mammals but not in rodents, the rabbit has been chosen to investigate its expression and function in vivo. By reverse transcription coupled to PCR, BCAR4 transcript is detected in the ovary when primordial follicles are formed, and in ovarian follicles at the preantral and antral stages, as well as in ovulated oocytes. Its abundance decreases after fertilization and throughout preimplantation development to disappear in the blastocyst, a typical profile for a maternal transcript.In order to elucidate the role of BCAR4 in vivo in female reproduction, rabbits carrying an altered BCAR4 gene were created and a line was generated. Both homozygous and heterozygous carriers of the genetic alteration are viable and appear healthy. The genetic alteration abolishes BCAR4 expression in ovarian follicles of homozygous animals, as the transcript abundance is down thirty-fold as compared to the wild-type phenotype. Females were phenotyped on several parameters related to reproduction. The genotype did not have a significant impact on follicular development or ovarian activity, as estimated by follicular count onto ovarian sections, anti-mullerian hormone concentration in plasma, and the response to ovarian stimulation. To evaluate their fertility and prolificacy, females were inseminated three times every six-weeks. Homozygous females had a significantly lower farrowing rate than heterozygous females, 22±7% vs 71±11% (mean±sem), while prolificacy was 1.5±0.7 vs 5.8±1.5 pups per insemination. In conclusion, BCAR4 is not essential for follicular development but the gene contributes to optimal fertility of female rabbits.