Genomica animalelor

Acest articol face parte din subiectul de cercetare

Influențe ale variației epigenetice asupra producției de animale și a trăsăturilor de boală Vizualizați toate cele 13 articole

Editat de
Simone E. Guimaraes

Universitatea Federală din Viçosa, Brazilia

Revizuite de
Hasan Khatib

Universitatea din Wisconsin-Madison, Statele Unite

Brittney Keel

S.U.A. Centrul de cercetare a animalelor din carne, Serviciul de cercetare agricolă, Departamentul Agriculturii din Statele Unite, Statele Unite

ARLINDO A. MOURA

Universitatea Federală din Ceara, Brazilia

Afilierile editorului și ale recenzenților sunt cele mai recente oferite în profilurile lor de cercetare Loop și este posibil să nu reflecte situația lor în momentul examinării.

pubertății

  • Descărcați articolul
    • Descărcați PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Suplimentar
      Material
  • Citarea exportului
    • Notă finală
    • Manager de referință
    • Fișier TEXT simplu
    • BibTex
DISTRIBUIE PE

Cercetare originală ARTICOL

  • 1 Laborator de reproducere a animalelor, Departamentul de Științe Biologice, Clusterul de Cercetare a Biomaterialelor, Institutul Bernal, Universitatea din Limerick, Limerick, Irlanda
  • 2 Departamentul de cercetare pentru animale și bioștiință, Centrul de cercetare și inovare pentru animale și pășuni, Teagasc, Grange, Co. Meath, Irlanda
  • 3 Universitatea Paris-Saclay, UVSQ, INRAE, BREED, Jouy-en-Josas, Franța
  • 4 Ecole Vétérinaire d’Alfort, BREED, Maisons-Alfort, Franța
  • 5 Departamentul de cercetare și dezvoltare, ALLICE, Paris, Franța
  • 6 Școala de Agricultură și Știința Alimentelor, University College Dublin, Dublin, Irlanda

Introducere

Am arătat anterior că metilomul spermei bovine este unic, fiind hipometilat la nivel global în comparație cu cel al altor mamifere (Perrier și colab., 2018). În contextul industriei zootehnice, o serie de studii asupra modelelor de metilare a ADN-ului s-au concentrat asupra fertilității masculine (Kropp și colab., 2017) sau asupra efectelor diferitelor tipuri de regim suplimentar dietetic (revizuit de Murdoch și colab., 2016 ).), niciunul nu a examinat existența efectelor reziduale ale dietei pre-pubertare asupra profilurilor de metilare a ADN-ului spermei după pubertate în taur. Scopul acestui studiu a fost de a examina efectul planului de nutriție în primele 6 luni de viață și a pubertății avansate asupra modelelor de metilare a ADN-ului spermei post-pubertare. De asemenea, am comparat taurii cu vârste cuprinse între 15 și 16 luni, deoarece lucrările anterioare din grupul nostru (Byrne și colab., 2018a, b) au demonstrat că pubertatea a fost avansată cu aproximativ 1 lună la taurii hrăniți cu un plan nutritiv ridicat în primele 6 luni de viață, permițându-ne să evaluăm modul în care evoluează modelul de metilare a ADN-ului în săptămânile următoare acestui eveniment critic.

Materiale și metode

Colecția Animale și Semen

Sperma a fost colectată de la tauri o dată la două săptămâni folosind electro-ejaculare odată ce circumferința lor scrotală a atins 24 cm. Pubertatea a fost definită ca un ejaculat cu> 50 de milioane de spermatozoizi cu o motilitate progresivă de> 10% (Wolf și colab., 1965) în două ejaculate consecutive. Dintre taurii HM și MM, cei cu cele mai extreme diferențe în ceea ce privește vârsta la pubertate au fost selectați pentru prezentul studiu (n = 9 tauri pe grup). Semenul a fost colectat la vârsta de 15 și 16 luni prin electro-ejaculare, rezultând patru grupe de probe (Tabelul suplimentar 5): HM15n = 9), MM15n = 7), HM16n = 7) și MM16n = 9). Sperma a fost diluată în Bioxcell (IMV), la o concentrație de 80 × 106 pe ml. Paie (0,25 ml) au fost apoi congelate la -140 ° C timp de 9 minute. perioadă (-15,5 ° C/min) într-un congelator programabil (Planar), urmată de imersie și depozitare în azot lichid, în așteptarea unei analize suplimentare.

Extracția ADN genomic

Pentru extragerea ADN-ului s-a folosit o paie de material seminal de taur (aproximativ 20 milioane de spermatozoizi). După decongelare la 37 ° C, materialul seminal a fost spălat cu soluție salină tamponată cu fosfat (PBS) pentru a îndepărta extensia, apoi a fost spălat scurt cu H2O pentru a elimina celulele somatice care ar fi putut contamina proba și a fost incubat peste noapte la 55 ° C în 200 μl tampon de liză (10 mM Tris-HCl pH 7,5, 25 mM EDTA, 1% SDS, 75 mM NaCI, 50 mM ditiotreitol și 0,5 μg glicogen) în prezența 0,2 mg/ml proteinază K. Examinarea microscopică a tuturor probelor înainte de liză fără contaminare cu celule somatice. După incubare cu 25 μg/ml ARNază A timp de 1 oră la 37 ° C, ADN-ul genomic a fost extras de două ori folosind fenol și fenol: cloroform (1: 1), apoi etanolul a precipitat și s-a spălat. Peleta uscată a fost resuspendată în tampon TE (10 mM Tris HCI pH 7,5, 2 mM EDTA) și concentrația de ADN a fost măsurată folosind un fluorometru Qubit 2.0 cu kit-ul de analiză dsDNA BR (Invitrogen).

Secvențierea Bisulfitului cu reprezentare redusă

Bioinformatică și analize statistice

figura 1. Dieta și vârsta nu induc modificări la nivelul genomului metilomului spermei. Gruparea de corelație a fost efectuată pe procentele de metilare calculate la CpGs acoperite mai mult de 10 citiri în cel puțin patru probe pe grup. Probele aparținând celor trei grupuri sunt prezentate în culori diferite (HM15, roșu; MM15, galben; și MM16, verde). (A) Clusterul de corelație a rulat pe întregul set de date. Mostre nepereche, în principal din grupul HM, grupate în afară (partea dreaptă). (B, C) Clusterul de corelație rulează pe eșantioane nepereche din grupurile HM15 și MM15 (B) și grupuri HM15 și MM16 (C). Luate împreună, rezultatele demonstrează că variabilitatea inter-bull vs. similitudinea intra-taur pare să aibă un efect mai mare asupra metilomului global al spermei de taur decât orice efect latent al regimului alimentar în sine.

Validare prin Bisulfit-Pirosequencing

Rezultate

Secvențierea controalelor de calitate

Yamanaka, C., Lebrethon, M. C., Vandersmissen, E., Gerard, A., Purnelle, G., Lemaitre, M., și colab. (1999). Ontogenia prepubertală timpurie a secreției pulsatile de eliberare a gonadotropinei (GnRH): I. Controlul autofeedback inhibitor prin degradarea prolil endopeptidazei GnRH. Endocrinologie 140, 4609–4615. doi: 10.1210/endo.140.10.6971

Cuvinte cheie: Bovine, pubertate, spermatozoizi, metilare ADN, programare nutrițională

Citație: Perrier JP, Kenny DA, Chaulot-Talmon A, Byrne CJ, Sellem E, Jouneau L, Aubert-Frambourg A, Schibler L, Jammes H, Lonergan P, Fair S și Kiefer H (2020) Accelerarea debutului pubertății prin modificare de nutriție în viața timpurie induce modificări modeste, dar persistente, în profilurile de metilare a ADN-ului spermei de taur post-pubertate. Față. Genet. 11: 945. doi: 10.3389/fgene.2020.00945

Primit: 05 februarie 2020; Acceptat: 28 iulie 2020;
Publicat: 26 august 2020.

Simone Eliza Facioni Guimaraes, Universitatea Federală din Viçosa, Brazilia

Hasan Khatib, Universitatea din Wisconsin-Madison, Statele Unite
Brittney Keel, Departamentul Agriculturii din Statele Unite, Statele Unite
Arlindo Moura, Universitatea Federală din Ceará, Brazilia

* Corespondență: Sean Fair, [email protected]

† Adresa actuală: Jean-Philippe Perrier, INSERM U1209, CNRS UMR 5309, Institute for Advanced Biosciences, Université Grenoble Alpes, Grenoble, Franța; Colin J. Byrne, Școala de Științe Veterinare și a Vieții, Universitatea Murdoch, Perth, WA, Australia