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Différenciation sexuelle des cellules germinales et reprogrammation épigénétique dans le testicule fœtal bovin.

proposé par Maëlle PANNETIER , Unité de Biologie de la Reproduction, Environnement, Epigénétique et Développement INRAE 78352 Jouy-en-josas

Projet de stage : La fertilité des individus, ainsi que la transmission d’informations génétiques et épigénétiques à leur descendance sont intimement liées au bon déroulement de la différenciation de la lignée germinale. Les premières étapes de cette différenciation débutent dès la vie in utero chez les mammifères, de façon concomitante pour les femelles et les mâles, bien que les cellules germinales prennent des voies radicalement différentes. Alors que les cellules germinales XX s’engagent dans la première phase de division méiotique dans l’ovaire fœtal, les cellules germinales XY des testicules cessent de proliférer (blocage en phase G0 / G1 du cycle cellulaire), tandis qu’apparaissent les premiers marqueurs de différenciation et que s’initie la reprogrammation épigénétique de leur génome. Si ces processus sont bien décrits chez la souris, ils semblent différer chez l’homme et ils gardent encore leur part de mystère chez les espèces d’élevage telles que les ruminants. Ainsi, la détermination du « destin mâle » des cellules germinales primordiales XY ou la dynamique de leurs reprogrammations épigénétiques sont totalement inconnues dans l’espèce bovine. Or, ces étapes très précoces qui déterminent la fertilité de l’adulte en devenir, pourraient être affectées par des changements d’environnement. Par exemple, il a été montré que l’alimentation maternelle pendant la gestation avait un impact sur la fertilité du futur taureau. La compréhension des processus de détermination / différenciation précoce des spermatogonies chez les fœtus apparait alors cruciale. Ainsi, chez les bovins, nous avons d’abord déterminé le stade développemental d’intérêt. Puis, par des analyses immunohistologiques et transcriptomiques, nous avons mis en évidence que les processus de détermination / différenciation des cellules germinales XY semblaient être très rapides chez les bovins, car des profils très différents ont été obtenus à partir d’animaux du même stade gestationnel (+/- quelques heures). En particulier, une re-méthylation est rapidement détectée par immunofluorescence, et le pattern associé suggère qu’elle concernerait les séquences centromériques des chromosomes bovins (séquences satellites). Le stage proposé aura pour principaux objectifs (i) de mieux décrire le déroulement de la reprogrammation de l’épigénome des cellules germinales dans le testicule fœtal, à l’aide de différents marqueurs (immunofluorescence simple et double) et de techniques d’imagerie de pointe (apotome) et (ii) de caractériser les séquences qui sont rapidement re-méthylées par la technique de DNA FISH (collaboration intra-unité ; Amélie Bonnet-Garnier). En parallèle, des données de transcriptomique à haut débit (RNA-sequencing) obtenues à partir de différents échantillons (avant, pendant et après cette étape cruciale) sont disponibles et seront à analyser au cours du stage (analyses bioinformatiques et validations RT-qPCR). Ces données transcriptomiques seront utiles pour décrire les processus de différenciation des cellules germinales XY dans les testicules fœtaux bovins.

Techniques mises en œuvre par le stagiaire : Immunofluorescence sur coupes. DNA FISH sur coupes. Acquisition et traitement d’images (Apotome, puis ImageJ ou Photoshop). Analyses de données issues de RNA-sequencing (outil bio-informatique : DAVID, EnrichR..). Extractions d’ARN et RT-qPCR

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