Génomique fonctionnelle A la recherche des gènes de la fertilité femelle

La fertilité est une fonction complexe, reposant sur plusieurs caractères mâles, femelles et sur leurs interactions. Outre la production de gamètes aptes au développement, cette interaction correspond à la capacité de la femelle à transporter, sélectionner et préparer les spermatozoïdes d'un mâle donné, à assurer un microenvironnement propice à la fécondation puis au développement embryonnaire précoce. (© Terre-net Média)

En race Prim’holstein, les études épidémiologiques menées depuis une dizaine d’années ont identifié plusieurs caractères au cours des trois premiers mois de gestation. Les échecs de gestation précoces tirent en partie leurs origines dans la génétique.

Or, le phénotypage de la fertilité est complexe, reposant sur des caractères mâles, femelles et leurs interactions. De nouvelles approches de phénotypage ont été développées (transcriptomique, protéomique) et appliquées aux étapes cruciales de la reproduction.

Ces approches, dites « omiques », sont complétées par l’analyse des mécanismes épigénétiques, montrant que des modifications non liées à la séquence du génome influencent l’expression des gènes au cours de la gestation, avec des conséquences à long terme sur les caractéristiques des veaux nés.

Projets de recherche menés sur la fertilité femelle. (© DR)

Dans le cadre des appels d’offres « Genamial » et « Apisgene », plusieurs projets menés par l’Inra et l’Unceia depuis 2003 ont ciblé de façon complémentaire les périodes clés du début de la gestation, que sont la fécondation, les premiers stades de développement embryonnaire et la période péri-implantatoire, ainsi que les interactions avec le métabolisme énergétique.

Ces projets ont abouti au ciblage de gènes situés sur des Qtl de fertilité et à l’étude fonctionnelle de plusieurs gènes, impliqués dans l’établissement de la gestation.

La valorisation conjointe de ces approches doit permettre d’améliorer la sélection génomique sur la fertilité, en identifiant les gènes et événements les plus pertinents pour la réussite à l’IA et en optimisant les itinéraires techniques à même de les cibler. La génomique fonctionnelle vise à déterminer la fonction des gènes à partir de leurs produits d’expression (Arn et protéines). Elle permet de recueillir de nouveaux phénotypes, plus précis, plus détaillés de la fonction étudiée.

Dialogue entre l'embryon et l'environnement maternel

Ce phénotypage vertical (mesure de plusieurs phénotypes de plus en plus fins concernant une famille de caractères) est d’autant plus important que la fertilité est une fonction complexe, reposant sur plusieurs caractères mâles, femelles et sur leurs interactions. Outre la production de gamètes aptes au développement, cette interaction correspond à la capacité de la femelle à transporter, sélectionner et préparer les spermatozoïdes d'un mâle donné, à assurer un microenvironnement propice à la fécondation puis au développement embryonnaire précoce.

Le dialogue entre l’embryon et l’environnement maternel se poursuit ensuite pour aboutir à l’implantation de l’embryon. L’ensemble de ces étapes précoces sont déterminantes pour le développement du placenta et du fœtus. Ces étapes forment une « boîte noire » à l’intérieur de laquelle les méthodes classiques de phénotypage de la fertilité (taux de non-retour, taux de vêlage) ne permettent pas de déterminer les mécanismes physiologiques précis qui sont en cause dans le succès ou l'échec de l'insémination (IA).

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