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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Genetique Animale et Biologie Integrative

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Avancée sur le-catalogue et les fonctions des micro-ARNs chez le cheval

Avancée sur le-catalogue et les fonctions des micro-ARNs chez le cheval
Ces deux publications présentent une avancée significative des connaissances sur la nature, la diversité et les fonctions des microARNs chez le cheval notamment dans les tissus musculaires, osseux, cartilagineux et le sang.

Contexte et enjeux

Les microRNAs jouent un rôle majeur dans la régulation post-transcriptionnelle de près de 70% des gènes codants. Leur connaissance est utile pour la compréhension des mécanismes de régulation d’expression des gènes dans le développement embryonnaires mais aussi dans l’entretien la restauration des tissus notamment, les muscles, les os et le cartilage toujours en remaniement notamment dans les pathologies étudiées par notre équipe, les myopathies et l’ostéochondrose.
Une application de ce catalogue des microARNs consiste à comprendre les mécanismes de régulation mis en jeu en quelques heures lors de l’adaptation à l’exercice prolongé. La restauration des tissus notamment des muscles, du foie et autres tissus fortement sollicités au cours de l’exercice prolongé au cours d’une course d’endurance de près de 8 heures à plus de 20 km/h de moyenne.

Résultats

Pour la première fois, un catalogue exhaustif des microARNs a été fait par séquençage des ARN totaux extraits à partir de plusieurs muscles, du cœur, du foie, de l’os, du cartilage, du sang total et du sérum. En plus des 781 miRNAs orthologues déjà connus dans d’autres espèces, 683 nouveaux microARNs équins ont été séquencés et prédits. Les analyses révèlent des expressions différentielles par tissus et par race.
Après une course de 160 km d’une durée d’au moins 8 heures d’exercice, près de 2453 gènes et 167 microRNAs sont différentiellement exprimés au niveau du sang total. L’analyses des interactions révèle que seuls 44 microRNAs réduisent l’expression de 351 transcrits impliqués dans le métabolisme du glucose, la beta-oxydation des acides gras, la biogénèse mitochondriale et l’inflammation. Trois microRNAs principaux seraient au cœur des adaptations à l’exercice prolongé : miR-21-5p, miR-181b-5p and miR-505-5p.

Perspectives

Près de 50 microARNs sont identifiés dans le sérum, et d’avantage dans le sang total, sont des biomarqueurs candidats pour les myoapthies et d’autres pathologies. Les résultats biologiques de l’effet de l’exercice prolongé nous orientent vers les facteurs de risques métaboliques afin d’améliorer la prévention des accidents d’épuisement en course mais aussi vers les facteurs favorisant l’aptitude à l’endurance pour les applications à la sélection. Ils seront à rapprocher des GWAS en cours sur l’aptitude sportive pour cette discipline.

Valorisation

L’ensemble des nouveaux microARNs équins identifiés est en cours de référencement dans miRBase. Cette publication a une portée générale pour l’ensemble des biologistes qui travaillent sur le cheval. Elle aura des retombées pratiques sur l’utilisation des certains microARNs tissulaires ou sériques comme biomarqueurs de pathologies. La méthode d’analyse des interactions microARN-ARNm par des tests hypergéométriques a été utilisée dans cette publication pour la première fois et aura certainement d’autres applications dans les analyses intégratives du transcriptome.

Références bibliographiques

Pacholewska, A., Mach, N., Mata, X., Vaiman, A., Schibler, L., Barrey, E., & Gerber, V. (2016). Novel equine tissue miRNAs and breed-related miRNA expressed in serum. BMC Genomics, 17(1), 831.

Mach N, Plancade S, Pacholewska A, Lecardonnel J, Rivière J, Moroldo M, Vaiman A, Morgenthaler C, Beinat M, Nevot A, Robert C, Barrey E. (2016). Integrated mRNA and miRNA expression profiling in blood reveals candidate biomarkers associated with endurance exercise in the horse. Scientific Reports. 2016 Mar 10;6:22932