Analyse de la méthylation de l'ADN spermatique et développement de cellules pluripotentes induites chez des verrats infertiles porteurs ou non de remaniements chromosomiques

par Annabelle Congras

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire

Sous la direction de Martine Yerle-Bouissou et de Hervé Acloque.

Soutenue en 2014

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Les problèmes de fertilité s'appliquent à l'homme, touchant une part croissante de la population, et aux espèces d'élevage comme le porc, freinant la diffusion de caractères d'intérêt. Dans ce projet, nous avons étudié deux mécanismes liés à l'infertilité : la dérégulation du profil de méthylation de l'ADN gamétique et les remaniements chromosomiques. Nous avons d'abord constaté que le niveau de méthylation de l'ADN spermatique est conservé entre trois espèces de mammifères au niveau global et local, ainsi qu'entre verrats fertiles et infertiles. Une augmentation de la méthylation dans le locus GNAS a été mise en évidence, ainsi qu'une dérégulation de son expression chez certains animaux infertiles, reliant pour la première fois hyperméthylation de cette région et infertilité chez les mammifères. Nous avons ensuite choisi de produire des lignées de cellules souches pluripotentes induites (iPSCs) par reprogrammation cellulaire de fibroblastes issus d'animaux infertiles porteurs de remaniements chromosomiques, pour étudier ensuite leur différentiation dans la voie germinale. Les lignées obtenues pour un verrat azoospermique t(Y;14) possèdent de nombreuses caractéristiques des cellules pluripotentes : expression de gènes spécifiques, cycle cellulaire modifié, et capacité à évoluer vers l'état naïf dans un milieu de culture adapté. Toutefois, leur capacité de différenciation est faible et elles présentent une instabilité génomique augmentant avec les passages que nous avons associé à la méthode intégrative de reprogrammation. L'utilisation d'une méthode non intégrative a montré que les cellules iPS ainsi obtenues sont plus stables et pourraient constituer un meilleur outil.

  • Titre traduit

    Spermatic DNA methylation analysis and development of induced pluripotent stem cells from infertile boars carriers or not of chromosomal rearrangements


  • Résumé

    Fertility issues concern both humans, affecting a growing part of the population, and farm animals including pigs in which they slow down the diffusion of agronomical traits of interest. In this project, we focused on two mechanisms linked to infertility: alterations in gametic DNA methylation and chromosomal rearrangements. We first observed that the methylation level of spermatic DNA is conserved between three mammalian species, both at the global and local level as well as between fertile and infertile boars. A specific increase in DNA methylation in the GNAS locus was identified, as well as a deregulation of its expression in some boars with low quality semen, linking for the first time hypermethylation of this region and male infertility in mammals. We then chose to produce induced pluripotent stem cell lines (iPSCs) derived from fibroblasts of infertile boars carrying chromosomal rearrangements, as a tool for studying their differentiation towards the germ cell lineage. Cell lines derived from an azoospermic t(Y;14) boar harbor several characteristics of pluripotency: expression of specific genes, a cell cycle resembling the one of embryonic stem cells, and an ability to evolve into the naïve state in adapted culture medium. However they revealed a poor differentiation potential and a genomic instability increasing with passaging that we associated with the use a an integrative reprogramming technique. The use of a non-integrative technique demonstrated that the cell lines obtained with this method did not harbor this instability. Their preliminary characterization may be predictive of production of more stable cell lines gathering more characters of pluripotency.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (307 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 217-242. Annexes

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2014 TOU3 0235
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