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Le Rôle des Rétrovirus Endogènes chez les Poules Japonaises

Explorer comment les ERV influencent la génétique des races de poules japonaises.

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Les rétrovirus endogènes (ERV) sont des morceaux génétiques anciens qui viennent de virus et qui se sont mélangés à l'ADN de divers êtres vivants, y compris les poules. Ils apparaissent quand des virus insèrent leur matériel génétique dans l'ADN de l'hôte, et ces morceaux sont ensuite transmis aux générations futures. Les ERV ont des structures spécifiques, avec des sections appelées répétitions terminales longues (LTR) à chaque extrémité, et ils peuvent contenir des instructions pour fabriquer des protéines clés nécessaires au bon fonctionnement viral.

Avec le temps, ces segments viraux tendent à accumuler des changements et à se fragmenter, ce qui entraîne souvent une perte de leur fonction originale. Cependant, une fois intégrés dans l'ADN de la poule, ils peuvent influencer l'expression et la régulation des gènes voisins. Cela a suscité un intérêt croissant pour l'étude des ERV afin de comprendre les relations génétiques entre les différentes races de poules et leur histoire évolutive. En examinant les ERV partagés, les scientifiques peuvent obtenir des infos sur la manière dont les différentes espèces de poules sont liées.

Poules indigènes japonaises

Le Japon abrite environ 50 races différentes de poules indigènes, qui peuvent être classées selon des caractéristiques uniques comme les styles de cri, les types de plumes et leur utilité pour la viande ou les œufs. Deux races notables sont le Tosa-Jidori, qui est la plus ancienne race japonaise avec une riche histoire, et le Yakido, connu pour sa taille et ses plumes sombres. Des études ont montré que ces races traditionnelles possèdent des traits génétiques distincts par rapport à des races plus communes comme le White Leghorn. Les qualités uniques de ces poules indigènes en font des sujets intéressants pour étudier comment les ERV ont influencé leur composition génétique.

Cette étude vise à examiner comment les ERV contribuent aux caractéristiques génétiques variées des poules indigènes japonaises. Les chercheurs vont examiner les emplacements des ERV dans l'ADN de plusieurs types de poules, y compris les poulets de chair commerciaux, le Tosa-Jidori et le Yakido, pour voir comment ces éléments affectent l'expression des gènes. En utilisant des technologies de séquençage avancées, ils peuvent analyser la présence des ERV et leurs rôles régulateurs dans les gènes voisins.

Qualité des données de séquençage

Dans leurs recherches, les scientifiques ont utilisé des méthodes d'alignement spécifiques pour s'assurer qu'ils obtenaient des séquences d'ADN précises à partir des échantillons de poules. Ils ont atteint un taux de cartographie élevé par rapport au génome de référence de la poule, ce qui signifie que la plupart de leurs séquences correspondaient à l'ADN de poules connu. Un petit pourcentage des lectures étaient mal alignées, ce qui peut arriver lorsque les données d'ADN ne sont pas correctement cartographiées. Les chercheurs ont identifié des centaines de points d'insertion potentiels d'ERV dans les génomes de différentes poules, ce qui sera crucial pour leur analyse.

La distribution des points d'insertion d'ERV observés était inégale à travers les chromosomes, avec le premier chromosome ayant le plus de points. Chaque type de poule avait un nombre différent de loci ERV uniques et partagés, fournissant des indices importants sur leur diversité génétique. En analysant ces marqueurs, les chercheurs ont pu retracer les lignées évolutives de ces races de poules.

Analyse des types d'ERV et leurs effets

Les ERV insérés ont été cartographiés par rapport à des séquences de rétrovirus connues pour les catégoriser. Différents types de rétrovirus ont été identifiés dans les génomes de poules, certains ayant des séquences plus longues que d'autres. La diversité de ces éléments génétiques suggère que les ERV existent depuis longtemps et ont contribué à la complexité de la génétique des poules.

L'étude a également examiné comment les insertions d'ERV affectaient l'expression des gènes. Les chercheurs ont observé que certains gènes situés près des insertions d'ERV montraient des changements significatifs dans leur expression, ce qui pourrait influencer divers traits chez les poules. C'est particulièrement pertinent pour les gènes impliqués dans des processus biologiques importants, soulignant le rôle fonctionnel potentiel des ERV dans la biologie des poules.

Relation entre les ERV et l'expression des gènes

Dans leur enquête, les scientifiques ont rassemblé des données d'ARN pour comprendre si les insertions d'ERV étaient liées à l'activité des gènes chez les poules. Ils ont trouvé que certains gènes affichaient des différences dans les niveaux d'expression selon que les ERV étaient présents ou non. Trois gènes spécifiques ont été notés pour leurs changements d'expression significatifs, suggérant que les insertions d'ERV pourraient moduler activement le fonctionnement de ces gènes, ce qui pourrait avoir des implications pour la santé et les traits des poules.

Les résultats ont indiqué que la présence d'ERV pourrait altérer l'activité des gènes liés à diverses fonctions biologiques. Cette découverte souligne une interaction complexe entre les éléments viraux et la machinerie génétique de l'hôte. D'autres investigations sont nécessaires pour comprendre totalement l'influence des ERV sur la génétique des poules dans différentes conditions et types de cellules.

L'importance des ERV dans les races de poules

Les résultats de cette recherche ont des implications plus larges pour les programmes d'élevage de poules et les efforts de conservation. En comprenant le rôle des ERV dans la formation de la diversité génétique, les éleveurs peuvent prendre des décisions éclairées qui tiennent compte à la fois de la santé génétique et des traits souhaitables. Les races de poules indigènes avec des profils d'ERV uniques pourraient offrir des ressources génétiques précieuses pour améliorer les races commerciales et augmenter la production avicole.

De plus, reconnaître comment les ERV contribuent à l'histoire évolutive des poules ajoute de la profondeur à notre compréhension de la génétique animale. Cette connaissance peut aider à orienter les efforts pour préserver les races de poules en danger et maintenir leur intégrité génétique.

Directions futures dans la recherche sur les ERV

L'étude a souligné la nécessité de poursuivre l'exploration des interactions entre les ERV et leurs implications pour le développement et l'adaptation des poules. Les chercheurs insistent sur l'importance d'analyser davantage d'individus pour construire une vue d'ensemble des distributions des ERV à travers différentes races. En élargissant cette recherche, les scientifiques peuvent approfondir notre compréhension des ERV et de leurs rôles dans la diversité génétique et le développement des traits chez les volailles.

En conclusion, les rétrovirus endogènes servent de marqueurs significatifs dans l'étude du paysage génétique des poules, en particulier parmi les races indigènes. Les informations obtenues par l'étude des ERV peuvent informer les stratégies de reproduction et les mesures de conservation, menant finalement à des populations de poules plus saines et plus résilientes. Les efforts futurs pour comprendre la relation complexe entre les ERV et l'expression des gènes feront progresser le domaine de la génétique et contribueront à une agriculture avicole durable.

Source originale

Titre: Endogenous Retrovirus Loci and Induced Changes in Gene Expression in Japanese Indigenous Chickens

Résumé: When retroviruses infect germ cells and are transmitted to offspring, they become endogenous retroviruses (ERVs), whose insertions influence the expression of nearby genes. This study aimed to identify the genomic loci of ERVs in commercial broiler (Ross308), Tosa-Jidori, and Yakido chickens as well as to elucidate their impact on neighboring gene expression. Whole-genome data were obtained using next-generation sequencing, and candidate ERV loci were identified using the RetroSeq software. The Integrative Genomics Viewer tool was used to confirm target site duplications (TSDs) as evidence of ERV insertions. All reads within 200 bp of these TSDs were extracted to create contigs, confirming the presence of ERV sequences in the contigs using BLASTN. Gene expression levels were estimated by focusing on genes located near the 172 identified ERV loci. Among these, 119 loci were detected in broiler chickens, 80 in Tosa-Jidori chickens, and 86 in Yakido chickens, with 28 loci shared among them. Moreover, of these 172 loci, 75 were located within or near genes. Significant differences in gene expression were observed for N-acetylated alpha-linked acidic dipeptidase 2, glypican 6, and phospholipid scramblase family member 5 depending on the presence of ERV insertions. These results suggest that ERV insertions may influence the expression of certain genes, providing insights into the genetic diversity and evolutionary background of commercial and indigenous chickens. Understanding the effects of ERV insertions on gene expression can inform future genetic research and poultry breeding programs aimed at improving health and productivity.

Auteurs: Shinya Ishihara, J.-i. Shiraishi, S. Shimamoto, D. Ijiri

Dernière mise à jour: 2024-09-28 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.05.606564

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.05.606564.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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