Recherche d’associations entre microARNs, variants génétiques et QTL laitiers chez les bovins, caprins et ovins

Association between microRNAs, genetic variants and dairy QTL in bovine, caprine and ovine species

• Auteur / Autrice : Céline Bourdon
• Direction : Fabienne Le Provost, Gwenola Tosser
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 15/03/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique animale et biologie intégrative (Jouy-en-Josas,Yvelines ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Jury : Président / Présidente : Bernard Mignotte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Juan José Arranz Santos, Christine Gaspin, Rozenn Dalbiès-Tran, Christine Leroux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Juan José Arranz Santos, Christine Gaspin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymorphisme génétique

MicroARN

Locus à caractère quantitatif

Mots clés libres

QTL

MicroARNs

Variants génétiques

QTL

MicroRNAs

Genetic variants

Résumé

La sélection génomique, qui repose sur la prédiction de la valeur génétique des animaux candidats à la sélection à partir de l'information fournie par de très nombreux marqueurs génétiques en utilisant des marqueurs neutres, est un levier pertinent et pérenne. La recherche des mutations causales et leur intégration dans les évaluations génomiques permettraient un gain de précision important. Il est donc essentiel de mieux caractériser les mutations causales responsables de la variabilité des caractères quantitatifs liés à l’efficacité de production et à la qualité des produits tels que le lait. L’objectif de ce projet a été de rechercher des variants génétiques de microARNs exprimés dans la glande mammaire ou présents dans le lait et situés dans des régions génomiques ayant un effet sur des caractères quantitatifs (QTL) laitiers et mammites, dans trois espèces de ruminants. La détection de 59124 variants de microARNs exprimés dans la glande mammaire ou présents dans le lait en bovin, 13427 variants en caprin et 4761 en ovin a été permise grâce au développement d'un script bio-informatique. En bovin, 4679 variants génétiques d'intérêt sont situés dans des QTL laitiers et mammites et 127 en caprin, aucun en ovin. Trois variants bovins détectés ont été validés grâce à des études de GWAS. Les effets biologiques des variants validés ont été étudiés, avec des stratégies différentes selon la localisation et donc l'effet de la mutation. Dans le cas de la mutation située dans la région "seed" du bta-let-7e, le niveau d'expression d'ARNm cibles a été testé. Des résultats non concordants ont été obtenus entre les techniques de qRT-PCR et de RNAseq utilisées. Dans le cas de mutations situées dans les régions flanquantes de bta-miR-92b et bta-miR-486, la présence de ces microARNs a été mesurée dans le lait. Ces analyses n'ont pas révélé de différence d'expression significative des microARNs selon les génotypes. Ce projet a donc permis d'effectuer une analyse globale de variants de microARNs, de leur détection à leurs effets potentiels.

Genomic selection, based on the prediction of the genetic value of candidate animals based on the information provided by a large number of genetic markers using neutral markers, is a relevant and perennial lever. The search for causal mutations and their integration into genomic evaluations would allow a significant gain in precision. It is therefore essential to better characterize the causal mutations responsible for the variability of quantitative traits related to production efficiency and the quality of products such as milk. The objective of this project has been to search for genetic variants of microRNAs expressed in the mammary gland or present in milk and located in genomic regions having an effect on dairy and mastitis quantitative traits (QTL), in three ruminant species. The detection of 59,124 microRNA variants expressed in the mammary gland or present in milk in cattle, 13,427 variants in goats and 4,761 in sheep has been allowed through the development of a bioinformatics script. In cattle, 4,679 genetic variants of interest have been located in dairy and mastitis QTLs and 127 in goats, none in sheep. Three detected bovine variants have been validated through GWAS studies. The biological effects of the validated variants have been studied, with different strategies depending on the location and thus the putative effect of the mutation. In the case of the mutation located in the "seed" region of bta-let-7e, the expression level of targeted mRNAs has been tested. Inconsistent results were obtained between the qRT-PCR and RNAseq techniques used. In the case of mutations located in the flanking regions of bta-miR-92b and bta-miR-486, the presence of these microRNAs has been measured in bovine milk. These analyses did not reveal any significant difference in the expression of microRNAs between genotypes. This project therefore has allowed a global analysis of microRNA variants, from their detections to their potential effects.