Effets de la reprogrammation sur le gène empreinté H19 chez les équins

Lors  de  la  fécondation,  le  génome  subit  des  transformations  épigénétiques  qui  vont  guider  le  développement  et  le  phénotype  de  l’embryon.  L'avènement  des  techniques  de  reprogrammation  cellulaire,  permettant  la  dédifférenciation  d'une  cellule  somatique  adulte,  ouvre la porte à de nouvelles thérapies régénératives. Par exemple, les procédures de transfert  nucléaire  de  cellules  somatique  (SCNT)  ainsi  que  la  pluripotence  par  induction  (IP)  visent  à  reprogrammer une cellule somatique adulte différentiée à un état pluripotent similaire à celui  trouvé  durant  la  fécondation  chez  l'embryon  sans  en  impacter  l'expression  génique  vitale  au  fonctionnement cellulaire. Cependant, la reprogrammation partielle est souvent associée à une  mauvaise  méthylation  de  séquences  géniques  responsables  de  la  régulation  des  empreintes  géniques.  Ces  gènes,  étudiés  chez  la  souris,  le  bovin  et  l'humain,  sont  exprimés  de  manière  monoallélique,  parent  spécifique  et  sont  vitaux  pour  le  développement  embryonnaire.  Ainsi,  nous avons voulu définir le statut épigénétique du gène empreinté H19 chez l'équin, autant chez  le gamètes que les embryons dérivés de manière in vivo, SCNT ainsi que les cellules pluripotentes  induites (iPSC). Une région contrôle empreinté (ICR) riche en îlots CpG a été observée en amont  du promoteur. Couplé avec une analyse de transcrit parent spécifique du gène H19, nous avons  confirmé  que  l'empreinte  du  gène  H19  suit  le  modèle  insulaire  décrit  chez  les  autres  mammifères étudiés et résiste à la reprogrammation induite par SCNT ou IP. La déméthylation  partielle de l'ICR observée chez certains échantillons reprogrammés n'était pas suffisante pour  induire une expression biallélique, suggérant un contrôle des empreintes chez les équins durant  la reprogrammation. After fertilization, the animal genome undergoes a complex epigenetic remodeling that  dictates the growth and phenotypic signature of the animal. The development of reprogramming  methods using adult differentiated cells as the primordial genetic source has opened the door to  new  regenerative  therapies  for  animals.  Somatic  cell  nuclear  transfer  (SCNT)  and  induced  pluripotency are two techniques which aim to reprogram a cell from its adult differentiated state  to an embryonic-like pluripotency level, without impairing the expression of genes vital for the  cellular  function.  Albeit  promising,  the  mechanisms  involved  in  these  techniques  remain  only  moderately  understood.  Partial  reprogramming  is  frequently  associated  with  irregular  methylation of DNA sequences responsible for imprint regulation. These imprinted genes, mostly  studied in rodents, cattle and humans, are expressed in a monoallelic parent-specific fashion and  are vital for embryo growth. Hence, we aim to define the equine H19 imprinting control region  (ICR) in gametes, in vivo and in SCNT derived embryos, as well as in induced pluripotent stem  cells (iPSC). A CpG rich ICR was characterized upstream of the promotor using bisulfite treated  DNA sequencing. Coupled with parent-specific gene expression analysis, we confirmed that the  imprinted gene H19 is resistant to cellular reprogramming, and that partial demethylation of its  ICR does not result in biallelic expression, suggesting that equine species have rigorous imprint  maintenance during cellular reprogramming.

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