Projet ANR-15-CE02-0009 – QuailHeatE : Mécanismes épigénétiques du conditionnement précoce à la chaleur chez la caille
Programme : Comprendre et prévoir les évolutions de notre environnement (DS0101) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Vincent Coustham (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE)
Partenaires : Laboratoire public
Montant : 355895.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 48 mois
Résumé : Le génome des eucaryotes répond de manière dynamique à l'environnement grâce à des changements épigénétiques qui peuvent être transmis durant le développement au cours des divisions cellulaires. En particulier, des variations précoces de l’environnement lors de l'embryogenèse peuvent induire des changements durables de l'activité des gènes par le biais d’altérations épigénétiques avec un impact significatif sur phénotype des individus et leur santé. L'épigénétique est donc un contributeur essentiel de la plasticité phénotypique, et comprendre comment des expositions environnementales façonnent l’épigénome pourrait permettre d’améliorer la robustesse et la résilience des animaux en développement. Un exemple prometteur est la stratégie de conditionnement à la chaleur (CC) pendant l'embryogenèse qui consiste à augmenter de manière cyclique la température d’incubation des œufs afin d’améliorer la résistance des oiseaux à la chaleur après l’éclosion sans nuire à leur croissance.
Dans QuailHeatE, nous allons tirer profit de ce modèle original pour étudier l'impact moléculaire de d’une exposition environnementale précoce. Nous utiliserons une stratégie globale combinant des approches de physiologie, de génomique, de biologie moléculaire et de bio-informatique pour comprendre comment l’environnement embryonnaire affecte l’épigénome des oiseaux tout au long de leur développement. Nous évaluerons les aspects multi- et transgénérationnels des changements épigénétiques associés au CC. Cette étude sera réalisée sur une lignée consanguine de caille japonaise, un modèle aviaire particulièrement adapté pour les études épigénétiques multigénérationnelles notamment grâce à son cycle de reproduction court et sa variabilité génétique limitée. Les trois objectifs du projet sont les suivants:
(1) Transposer le protocole de CC chez la caille. La tolérance thermique des animaux témoins et CC sera analysée en mesurant la réponse à un stress de chaleur au début de la maturité sexuelle (35 jours post-éclosion) et plusieurs paramètres physiologiques associés à l’acclimatation embryonnaire à la chaleur;
(2) Elucider les bases moléculaires de l'acclimatation à la chaleur induite par le CC. En se focalisant sur deux modifications épigénétiques (méthylation et hydroxyméthylation de l'ADN), nous explorerons l'impact du CC à l’échelle de l’épigénome 35 jours post-éclosion. Nous développerons ensuite une approche ciblée à haut débit afin de révéler de nouveaux aspects tels que la relation entre la durée de l'exposition environnementale et le niveau de modifications épigénétiques ou la stabilité de ces changements épigénétiques au cours du développement post-éclosion;
(3) Répondre à l'une des questions les plus ambitieuses dans le domaine de l'épigénétique en relation avec l’environnement, en étudiant à la fois les effets multigénérationnels et la transmission transgénérationnelle des changements épigénétiques induits par la chaleur chez les oiseaux. Pour cela nous déterminerons d’une part l'effet cumulatif au niveau de l’épigénome de quatre générations consécutives de CC, et d’autre part nous étudierons grâce à notre approche ciblée à haut débit la transmission transgénérationnelle des changements épigénétiques induits par le CC. Notre stratégie expérimentale contribuera à élucider les mécanismes potentiels de la transmission épigénétique transgénérationnelle chez les oiseaux potentiellement applicables à d'autres espèces animales.
En conclusion, cette étude devrait apporter des savoirs nouveaux sur l'impact du stress environnemental embryonnaire sur l'épigénome persistant, tout en révélant les bases moléculaires de l'acclimatation à la chaleur. Ce projet repoussera les frontières de nos connaissances fondamentales sur l'épigénétique à l'interface entre l'environnement et le développement des vertébrés tout en permettant le développement d’outils innovants pour la filière avicole.