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Posté par Isabelle le Mardi 13/12/2016 à 12:00
Améliorer le clonage des mammifères
Faible taux de naissances après clonage: conséquence de fortes perturbations dans les interactions entre utérus et embryon

Il existe une différence d'expression pour plus de 5 000 gènes entre des embryons clonés et ceux issus d'insémination artificielle (IA) au moment de l'implantation (Le mot implantation peut avoir plusieurs significations :) dans l'utérus (L'utérus est un organe participant aux fonctions reproductrices chez les mammifères dont la femme. C'est une poche dont l'intérieur très vascularisé, ouverte vers le col utérin...). Des chercheurs de l'Inra et de l'Université de Californie (L'université de Californie est une université américaine, fondée en 1868, dont le siège se trouve à Berkeley (Californie), comprenant dix campus situés dans...) (Etats-Unis) mettent en évidence l'importance de cette étape clef (Au sens propre, la clef ou clé (les deux orthographes sont correctes) est un dispositif amovible permettant d'actionner un mécanisme.) pour la survie des embryons clonés chez les bovins. Publiés dans la revue PNAS le 8 décembre 2016, ces résultats améliorent la compréhension des mécanismes encore peu connus qui régissent les interactions entre l'embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la...) cloné et l'utérus. Ils pourront avoir des implications importantes pour l'amélioration du clonage chez les mammifères.


© INRA
Le clonage somatique
Premier animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques. On réserve aujourd'hui le...) cloné: c'était il y a 20 ans avec la brebis Dolly en 1996. Puis, les premières vaches clonées ont vu le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à...) en 1998 à l'Inra de Jouy-en-Josas. La technique est celle de "clonage par transfert de noyaux": on prélève une cellule différenciée chez un individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).) (tissu somatique de peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.), muscle (Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types majeurs de tissus, les autres étant le tissu épithélial, le tissu conjonctif, le tissu nerveux. Ce tissu forme, avec le tissu...)...). Cette cellule est introduite dans un ovocyte (L'ovocyte est la cellule sexuelle femelle des métazoaires. Seuls quelques-uns évolueront en ovules après maturation.) énucléé, ce qui a pour effet de la dédifférencier (ou reprogrammer). Son noyau repart à un état embryonnaire et l'embryon ainsi formé est ensuite transféré dans une mère porteuse (Une porteuse est un signal sinusoïdal de fréquence et amplitude constantes. Elle est modulée par le signal utile (audio, vidéo, données) en vue, soit de sa diffusion au moyen...). Dans ce modèle: il n'y a pas du tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) de génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par des molécules d'ARN). Il contient en...) de la mère porteuse. L'animal cloné possède le patrimoine génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) de la cellule donneuse de noyau.
Chez les bovins, le clonage par transfert du noyau d'une cellule adulte dans un ovocyte (ou clonage somatique) aboutit à la naissance de veaux en bonne santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) dans seulement 5 à 15 % des cas (contre 30 à 60 % pour la fécondation (La fécondation, pour les êtres vivants organisés, est le stade de la reproduction sexuée consistant en une fusion des gamètes...) in vitro). Pourquoi ce taux est-il aussi faible ? Quels sont les mécanismes en jeu ? Quel est le rôle des interactions entre l'embryon et l'utérus au tout début de la gestation (La gestation est un état fonctionnel particulier propre à la femelle de vivipare qui porte son ou ses petits dans son utérus, entre la nidation de l'œuf et la parturition (mise-bas ou...) ? En 2009, les scientifiques de l'Inra (unité mixte de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des êtres vivants...) du développement et de la reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et Jean-Claude Passeron paru en...), Jouy en Josas) et de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où...) de Californie (Etats-Unis) ont révélé le rôle de "biosenseur" de l'utérus vis-à-vis de la qualité des embryons. Ils ont montré comment l'utérus est un tissu dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) et actif, capable de reconnaître, par un mécanisme de régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) très fin, le type d'embryon avec lequel il établit un contact au moment de l'implantation selon que cet embryon soit issu de clonage, de fécondation in vitro (La fécondation in vitro (FIV) est une technique de procréation médicalement assistée et de transfert d'embryon (fivete). En 2007...) ou d'insémination artificielle (IA).

Plus récemment, les mêmes chercheurs ont poursuivi leurs travaux en comparant les niveaux d'expression des gènes à la fois au niveau de l'utérus et au niveau des tissus extra-embryonnaires (qu'ils soient issus de clonage ou d'IA) au cours de l'implantation (18e et 34e jour de gestation). Les chercheurs ont effectué un séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des composants d'une macromolécule (les acides aminés d'une protéine, les nucléotides...) haut débit (Le terme de haut débit (ou large bande par traduction littérale de l'expression anglosaxonne broadband) fait référence à des capacités d'accès à...) des ARN dans les tissus extra-embryonnaires (futur placenta) et dans l'endomètre (tissu de l'utérus au niveau duquel s'implante l'embryon). Leurs résultats révèlent des effets majeurs associés aux embryons clonés dès le 18e jour de gestation: une expression différentielle pour plus de 5 000 gènes par rapport aux tissus des embryons contrôles (issus d'IA). Parmi eux, plus de 250 gènes sont associés chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de laboratoire, mais aussi de nombreuses...), à des phénotypes létaux (provoquant des défauts de développement embryonnaire ou extra-embryonnaires). Ces travaux suggèrent une forte perturbation des signaux qui régissent les interactions entre l'embryon cloné et l'utérus et bouleversent le déroulement de la gestation.

Cette étude est la première qui analyse simultanément l'expression des gènes chez les embryons clonés et dans l'utérus qui leur fait face pendant la période d'implantation. Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) recueillies aident à la compréhension des mécanismes encore mal définis qui conduisent aux échecs de gestation dans le clonage. Ces travaux laissent donc entrevoir des perspectives importantes pour améliorer les techniques de clonage chez les animaux.

Publication:
Massive dysregulation of genes involved in cell signaling and placental development (Development est une revue scientifique bimensuelle à comité de lecture couvrant tous les champs de la génétique évolutive du développement allant de la biologie cellulaire, des cellules souches, la biologie...) in cloned cattle conceptus and maternal endometrium. Fernando H. Biase, Chanaka Rabel, Michel Guillomot, Isabelle Hue, Kalista Andropolis, Colleen A. Olmstead, Rosane Oliveira, Richard Wallace, Daniel Le Bourhis, Christophe Richard, Evelyne Campion, Aurélie Chaulot-Talmon, Corinne Giraud-Delville, Géraldine Taghouti, Hélène Jammes, Jean-Paul Renard (Renard est un terme ambigu qui désigne le plus souvent en français certains canidés du genre Vulpes, proches du loup et du chien. Mais, par similitude physique, le terme est aussi employé pour désigner des...), Olivier Sandra et Harris A. Lewin, PNAS, 8 décembre 2016, doi: 10.1073/pnas.1520945114

Contact scientifique:
Olivier Sandra - Unité Biologie du Développement et Reproduction (Inra, Ecole Nationale Vétérinaire d'Alfort)

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Source: INRA