Présentation sur la "Développement de nouvelles approches pour identifier les anomalies génétiques et leurs mutations causales", par Aurélien Capitan INRAE-UMT eBIS

1. Aurélien Capitan
13 Octobre 2022
Développement de
nouvelles approches pour
identifier les anomalies
génétiques et
leurs mutations causales

2. Une situation favorable à l’émergence
régulière d’anomalies génétiques
13 octobre 2022
Webinaire
2
• Récessives …
• Les races bovines sont consanguines
• 10 ancêtres = 25-50% du patrimoine génétique
• A chaque taureau influent son anomalie
• … mais pas seulement
• Fin du testage sur descendance + forte diffusion
• 2 à 3 taureaux/an atteints d’aberrations
chromosomiques ou de mosaïcisme pour une mutation
dominante
Jocko Besne :
1,7 millions de paillettes
À l’origine du variant de
mort embryonnaire HH3
Aneuploïdie
Caryotypes anormaux
Cellule
oeuf
Mutation
Animal
Divisions cellulaires
~ 1/8 spermatozoïde
porteur dans cet exemple

3. 13 octobre 2022
Webinaire
3
• L’ONAB
• Créé en 2002
• Missions: recueillir signalements et échantillons,
repérer les émergences, favoriser les
recherches collaboratives, conseiller et
informer.
• www.onab.fr
Observatoire National des Anomalies Bovines et
approche classique d’étude des anomalies
génétiques
Examens cliniques Cartographi
e
Séquençage
Réseau
ONAB
~30 anomalies caractérisées
20 projets en cours
• Le clonage positionnel

4. 13 octobre 2022
Webinaire
4
Limites du clonage positionnel et
opportunités offertes par la science des
données
ONA
B
• L’approche classique n’est pas exhaustive
• Sous déclaration (600 fiches/an vs 10 000 attendues)
• Repose sur l’observation de symptômes caractéristiques
 Morts embryonnaires et défauts métaboliques/immunitaires
passent inaperçus
• Développement de stratégies alternatives
• Basées sur la science des données
• Des millions d’animaux génotypés avec performances,
pedigrees
et de nombreuses informations sur leurs trajectoires de vie
• Des milliers de génomes complets
• Trois présentations sur ce thème au WCGALP
• Plus une sur la découverte par clonage positionnel d’une
mutation dominante responsable d’ostéogénèse imparfaite
dans la descendance d’un taureau Normand mosaïque (Grohs et
coll., 2022)

5. Modifiez le style du titre
Etude de la mortalité des génisses
par familles de pères et
identification d’anomalies
dominantes en Holstein
Thèse CIFRE de F. Besnard (IDELE, ANRT, APIS GENE)

6. 13 octobre 2022
Webinaire
6
Calcul des taux de mortalité
14
2 55
Pré-sevrage
Jour
s
0
365
Post-sevrage
Postnatal
Périnata
l
Mortalité juvénile sur un an
• Méthodes
• 1001 pères avec >100 filles nées sur 2017-
20
• 5 périodes
• Résultats
• Des distributions normales
Caractères quantitatifs
• Quelques taureaux extrêmes (*)
 Des anomalies dominantes ?

7. 13 octobre 2022
Webinaire
7
Etude de deux taureaux extrêmes
• Translocation réciproque (26;29)
• Avortement et naissances de veaux
avec malformations diverses
• Mutation de novo du gène GATA6
• Responsable d’une malformation cardiaque rare
• Cartographiée sur chr24 à l’aide d’animaux déjà typés pour les
évaluations génomiques (14 mortes <50j vs 189 demi-soeurs >2 ans)
• Puis identifiée par séquençage du génome d’un atteint
• Taux de mosaicisme élevé: 28% de spermatozoïdes mutants !
Tronc
artériel
commun
• Intérêts de l’approche:
• Permet de compenser la sous déclaration à l’ONAB
• Ouvre la voie à la détection de QTL de mortalité juvénile

8. Modifiez le style du titre
Détection et caractérisation systématiques de
réarrangements chromosomiques à partir de
grand jeux de données de génotypes et de
phénotypes
Thèse CIFRE de J. Jourdain (ELIANCE, ANRT, APIS GENE)

9. 13 octobre 2022
Webinaire
9
Contexte et principe de l’étude
• Sous-détection des anomalies chromosomiques
• Seulement 62 cas publiés (Iannuzzi et coll. 2021)
• Pas de dépistage hormis dans quelques races
pour Rob1:29 avec un protocole de base
• Analyse de 15 races
• 5,571 pères (>30 descendants)
• 13 réarrangements suspectés
• Principe
• Utilisation des génotypages sur puce
pour une recherche systématique
• Analyse du déséquilibre de liaison
entre marqueurs de chromosomes
différents
• Simulations
• 10 000 permutations
• 100 pères avec >1000 filles
• Échantillonnages de n descendants
p=0.001

10. 13 octobre 2022
Webinaire
10
Validations et caractérisation phénotypique
• Validations cytogénétiques
• 12 confirmées/prévalence 2 ‰
• Différents types
• En majorité dues à des erreurs
de méiose paternelle
• Des effets très négatifs
• Dix taureaux dans les pires 1/1000 en fertilité et
un en mort juvénile
• Les problèmes se répercutent à la génération
n+1
▽: translocation réciproque ; ▽: insertion ;
▽: translocation en tandem ; ▽: Fusion Robertsonienne
A B
• Intérêts de l’approche:
• Dépistage a posteriori d’anomalies chromosomiques passées
inaperçues
• Quantification du risque … qui est très élevé !
•  caryotypage systématique des futurs taureaux vivement conseillé

11. Identification d’anomalies
génétiques récessives
passées inaperçues grâce à
l’analyse des trajectoires de
vie
Projet Effitness (APIS GENE EGER 4.0)
Guintard et coll. 2022

12. Recherche de déficit/enrichissement
en haplotypes homozygotes entres groupes
13 octobre 2022
Webinaire
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Principe
général
Génisses mortes avant
3 ans sans IA enregistrée
Vaches
Recherche d’homozygotes,
examens physiopathologiques,
et validations fonctionnelles
Tests sur haplotype
Evaluation des effets
sur les caractères
mesurés
Validation par l’étude des courbes
de survie de millions d’animaux
Ajout à la puce
EuroGMD
Accouplements
à risque vs contrôles
Recherche de
variants candidats
Etude des trajectoires de vie des animaux
génotypés pour les évaluations
génomiques

13. 13 octobre 2022
Webinaire
13
Résultats
• 16 mutations candidates
• Grande variété de symptômes
attendus
• 3 validées fonctionnellement
• 34 nouveaux loci récessifs
• 1.5 ≤ f ≤ 7.6%
• ~0.5 à 1% de veaux hmz pour au
moins un de ces haplotypes de
surmortalité
• Un nouvelle anomalie caractérisée en Holstein
• Mutation d’ITGB7 apparue en 1983 (f = 4.8%, 192 300
animaux)
• Déficit immunitaire  mort, faible croissance/production
• Bovine Lymphocyte Intestinal Retention Defect
ou « BLIRD » (G. Foucras, ENVT)

14. Conclusion générale
Les nouvelles stratégies que nous avons
développées permettent de découvrir toujours plus
d’anomalies mais posent deux défis majeurs:
Besoin d’importantes forces opérationnelles pour
identifier les mutations et caractériser leurs effets
Et de développements méthodologiques pour les
prendre en compte en sélection
 Objet de programmes en cours et à venir

15. Des questions ?
UMT e-Bis
contact@umt-e-bis.com
Merci de votre attention