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La vache de A à Z: son génome a été décrypté


La vache est le troisième animal domestique dont le génome est entièrement séquencé, après celui du poulet et du chien. Conduit par un consortium international, le séquençage du génome bovin a nécessité 6 années de travail et a impliqué plus de 300 scientifiques issus de 25 pays, pour le séquençage proprement dit mais surtout pour l’assemblage, l’annotation et l’analyse des résultats.

Ces travaux sont publiés dans  la revue « Science » de ce 24 avril. Il s’agit de la première analyse détaillée de la séquence du génome bovin, à laquelle a contribué l’INRA de Jouy-en-Josas. Des informations considérables sur la biologie de cette espèce et sur l’évolution et l’analyse comparée des mammifères. Un consortium international conduit par le Centre de séquençage du Baylor College of Medicine à Houston (USA) publie dans la revue « SCIENCE » la première analyse détaillée de la séquence du génome bovin, à laquelle a contribué l’INRA de Jouy-en-Josas. Ce travail apporte des informations considérables sur la biologie de cette espèce et sur l’évolution et l’analyse comparée des mammifères. Il aura des applications nombreuses pour les filières bovines, en élargissant les outils et les critères pour la sélection des animaux. Le détail de ces résultats est publié dans Science du 24 avril 2009.

Outre la séquence d’une vache femelle de race Hereford parue dans un premier article, un second portant sur la structure des populations bovines décrit plus spécifiquement le projet HapMap bovin, visant à produire une cartographie de la diversité génétique dans les différentes populations, entre grands rameaux taurins et zébus, et ce jusque dans les différentes races bovines.

Des résultats déterminants pour comprendre l’évolution des espèces

Conclusion importante issue de ce séquençage, le génome bovin est beaucoup plus proche de celui de l’homme que peut l’être celui de la souris ou du rat. Il comprend au moins 22 000 gènes, dont la plupart se retrouvent chez l’homme. La majorité des chromosomes bovins correspondent à de grands fragments de chromosomes humains, parfois des chromosomes entiers. La grande conservation du génome entre ces deux espèces est expliquée par l’existence d’un ancêtre commun à l’homme et au bovin remontant à environ 95 millions d’années. Les réarrangements survenus ultérieurement sont principalement localisés dans les gènes impliqués dans l’immunité, le métabolisme et la digestion. Ces changements pourraient expliquer l’efficacité des ruminants à convertir des fourrages pauvres énergétiquement en viande et lait.
En parallèle du séquençage, le projet HapMap bovin, a dessiné une cartographie de la diversité génétique dans les différentes populations bovines. L’analyse de près de 500 animaux de 17 populations, y compris la race française Limousine, montre que les bovins constituaient une population originelle très diverse qui s’est structurée sous l’effet de la domestication, la formation des races et la sélection. La diversité globale reste cependant aujourd’hui considérable sur l’ensemble de l’espèce bovine. Depuis la domestication il y a 8000 à 10 000 ans, la conduite des populations de bovins par l’homme a débouché aujourd’hui sur plus de 800 races d’aptitudes variées. Les zébus sont plus diversifiés que les taurins, ce qui est cohérent avec l’hypothèse de foyers de domestication distincts et d’une base initiale plus large pour les zébus.

Améliorer les processus de sélection des populations bovines

Les connaissances acquises par ce séquençage ont des implications considérables pour les filières bovines tant pour le lait que pour la viande mais aussi en matière de reproduction ou d’adaptation des espèces (robustesse, bien-être), de techniques d’élevage et d’impacts environnementaux. La sélection génomique des meilleures populations pratiquée par les éleveurs sera ainsi optimisée. Elle consiste à sélectionner des reproducteurs sur la base de leur valeur génétique prédite à partir de marqueurs génétiques répartis sur tout le génome. Cette approche est rendue possible par la disponibilité, pour un nombre croissant d’espèces, de puces à ADN constituées de 50 000 à 60 000 marqueurs.

Les données issues du séquençage permettent le développement d’un très grand nombre de marqueurs génétiques et d’outils de génotypage à haut débit, renouvelant complètement les méthodes de gestion des populations pour une sélection de nouveaux caractères. Ainsi les méthodes d’élevage pourront être plus justement adaptées à la physiologie des animaux et de fait plus durables.
La connaissance du génome va aussi faciliter l’identification des mutations responsables de pathologies chez les bovins.

L’ensemble de ces résultats est entièrement disponible pour les scientifiques de tous pays par l’intermédiaire de bases de données publiques. Le consortium international a permis l’accès à la séquence de la vache, depuis août 2006, par l’intermédiaire de plusieurs sites internet qui ont déjà été utilisés par les chercheurs, notamment pour la sélection génomique.
Les chercheurs vont désormais continuer à explorer en profondeur cette séquence.

Le Consortium international conduit par différentes institutions nord-américaines (Baylor College, USDA, Universités) a été financé principalement par des fonds nord-américains (NHGRI, USDA, Etat du Texas, Genome Canada) ainsi que par quelques autres Etats (Australie, Nouvelle Zélande, Norvège). Les associations de race, dont France Limousin Sélection, ont participé au financement du programme HapMap. L’INRA a contribué par ses réalisations préalables au séquençage, en particulier une carte physique complète du génome, par des cartes d’irradiation de haute densité, par la production de marqueurs génétiques et par son travail d’annotation. Ces données sont le fruit d’un long travail de cartographie débuté dans les années 80 et qui a mobilisé de nombreux chercheurs.

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