Présentation sur la "Dynamiques et expressions du génomes chez les bovins", par Marie-PierreSanchez INRAE-UMT eBIS

1. Retour sur le
WCGALP
Marie-Pierre SANCHEZ
13 Octobre 2022
Dynamique et expression des génomes

2. Bilan des
thématiques
abordées
► Pangénome
► Annotation fonctionnelle
des génomes
► Identification des gènes
& variants causaux

3. Notion de pangénome
Toutes les études génomiques bovines s’appuient sur un
génome de référence (vache Hereford consanguine
Dominette)
https://www.pacb.com
Dans une espèce donnée
Pangénome = « Core » génome + Génome accessoire
Cf présentation D. Boichard, Webinaire UMT du 16 juin
2022
Si uniquement génome de référence, on ne considère pas
toutes les séquences absentes de Dominette
Le pangénome devient accessible grâce à la technologie
de séquençage « long read » => assemblages de novo et
meilleure caractérisation des variants structuraux
(insertions/délétions, duplications, translocations…)

4. Le pangénome bovin au WCGALP
2 exposés (dont un invité) de l’équipe d’H. Pausch (ETH, Zurich, Suisse)
1) Assemblages de novo de 16 animaux de 12 races => identification de ~ 65 Mb de séquences
non présentes dans le génome de référence dont certaines co-localisent avec des QTL
2) Comparaison
de différentes
méthodes pour
construire des
graphes

5. Le pangénome bovin dans l’UMT
Et dans l’UMT ?
Cf présentation
D. Boichard
Webinaire UMT
du 16 juin 2022

6. Annotation des génomes
& identification des gènes/variants
causaux
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=80718889
Variations (polymorphismes) entre individus:
• De structure (séquence ACGT)
• Modifications épigénétiques (ex: marque de
méthylation)
On cherche à identifier les polymorphismes
source de la variabilité génétique
qui peuvent être responsables d’anomalies et
d’effets sur les caractères
Ces polymorphismes peuvent être dans
des gènes ou plus fréquemment dans des
régions non codantes (promoteurs, région
épissage, ARN non codants…) qui
régulent l’expression et la structure des
gènes
Annotation fonctionnelle des

7. Annotation fonctionnelle au
WCGALP
Projets type FAANG (BovReg pour l’espèce bovine)
G. Moreira et al. (équipe C. Charlier, GIGA, Liège, Belgique): petits ARN non codants (miRNA,
piRNA…)
M. Salavati et al. (équipe E. Clark, Roslin Institute, Edimbourg, Ecosse): CAGE-seq pour
identifier les sites d’initiation de la transcription (TSS) des gènes
Autres
Méthode (MPRA) pour valider in vitro des variants régulateurs à grande échelle (Littlejohn,
Australie)
Identification de 23 000 régions non codantes (6,4 Mb) sur le génome bovin conservées entre
espèces (CNEs) et des gènes qui leur sont associés (Kadri et Pausch, ETH, Zurich, Suisse)
Présentation d’une puce d’épigénotypage (marques de méthylation) développée pour les
mammifères et testée sur les ruminants (Caulton, Nouvelle Zélande)
Identification de variants régulateurs de l’expression des gènes (eQTL) (plusieurs exposés)

8. Annotation fonctionnelle dans l’UMT
Et dans l’UMT?
Forte implication dans le projet H2020 BovReg
Leaders de plusieurs WP ou tâches
=> identification et validation des variants régulateurs de l’expression des gènes
Autres projets
Projets ANR PolyPheMe & H2020 Rumigen
Mise au point d’outils d’épigénotypage en bovin et étude du déterminisme
génétique de la méthylation de l’ADN
Projets liés à l’identification et la validation des variants d’épissage

9. Identification des gènes/variants causaux au
WCGALP
Deux sessions dédiées aux GWAS (co-présidée MP Sanchez)
13 exposés longs + 12 exposés courts (dont 17 bovins) + exposés dans d’autres sessions
Résultats originaux:
Cartographie fine de QTL (Sahana, Danemark)
GWAS Single-Step avec haplotypes (Araujo, Brésil)
GWAS multi-caractères (Rezende, USA; Gualdron-Duarte, Belgique)
…
« Genome wide association studies » = GWAS
Une session plénière: GWAS taille homme (Yengo, Australie)
Plus grosse GWAS jamais réalisée chez l’Homme (taille) au niveau de la séquence complète du
génome: 5 millions d’individus => 7000 QTL qui expliquent la quasi-totalité de l’héritabilité
(>90%)

10. Identification des gènes/variants causaux au
WCGALP
Utilisation des données –Omiques (transcriptome/méthylome)
De nombreux exposés utilisant des données de QTL
d’expression (eQTL), d’épissage (sQTL) ou de marques de
méthylation pour mettre en évidence les gènes et variants
causaux pour différents caractères:
► Xiang (Australie): étude réalisée à grande échelle qui
montre que les eQTL et les sQTL expliquent en moyenne
70% de l’héritabilité de 37 caractères (production,
mammites, fertilité…)
► Résistance aux mammites (Wang, Canada)
► Fertilité des taureaux (Mapel, Suisse)
► Efficacité alimentaire (Lopez-Catalina, Espagne)
► Lésions des pattes (Dai, UK)
► …
Xiang et al., WCGALP 2022

11. Identification des gènes/variants causaux dans
l’UMT
Nombreuses contributions de l’UMT au WCGALP
► Mise en évidence des effets des variants du chromosome X sur différents
caractères (production, mammites, fertilité…) - Sanchez / Escouflaire
► Une mutation dans le gène COL1A1 responsable d’une ostéogénèse imparfaite en
race Normande - Grohs
► Méta-analyse GWAS internationale pour des caractères bouchers (BovReg) -
Sanchez
► Anomalies génétiques dominantes pour le taux de mortalité en race Holstein -
Besnard
► Détection de réarrangements chromosomiques chez des taureaux Holstein –
Jourdain
► Détection massive d’anomalies génétiques récessives - Capitan / Guintard

12. Dynamique et expression
des génomes
Focus travaux UMT
Développement de
nouvelles approches pour
identifier les mutations
causales et les anomalies
génétiques
Aurélien Capitan