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L'épigénétique environnementale dans un organisme clonal

En utilisant des médicaments qui interfèrent avec les processus de méthylation de l'ADN, des chercheurs financés par l'UE ont découvert que ces changements épigénétiques altèrent le sexe des daphnies. Ils ont également produit de nouveaux outils pour étudier les signatures épigénétiques pour les marques d'histone (ChiP-Seq et méthylation globale) dans ces animaux dont l'expression génique est sensible aux variables environnementales.
L'épigénétique environnementale dans un organisme clonal
Les daphnies, en raison de leur mode de reproduction par clonage, représentent un modèle d'organisme idéal pour faire progresser le nouveau domaine de l'épigénétique environnementale en vue d'une utilisation pour évaluer les risques. Ce concept d'épigénétique environnementale est étudié dans une espèce où les carences en nutriment dans les expositions multigénérationnelles devraient avoir des effets cumulatifs. L'épigénétique peut aussi être le principal mécanisme régulateur de la détermination du sexe induite par l'environnement. Les daphnies pouvant se reproduire de façon clonale et sexuelle, elles offrent une opportunité unique de mieux comprendre les liens entre le sexe, la nutrition, l'épigénétique et l'environnement.

L'initiative DGHOST (Ghosts in parthenogenetic daughters - Epigenetic effects on clonal organisms can reveal the degree of phenotypic plasticity due to biotic cues), financée par l'UE, a utilisé un ensemble de culture de daphnies bien établi pour comprendre comment les signaux environnementaux se traduisaient en changements épigénétiques et quelle influence cela avait sur le sexe de la progéniture.

Pour commencer, les chercheurs ont effectué une expérience de transplantation pour voir comment les changements alimentaires influençaient l'épigénétique des daphnies. Ils ont mis au point et effectué une immunoprécipitation d'histone de chromatine avec un séquençage d'ADN massivement parallèle (ChiP-Seq) sur des lignées isoclonales qui ont été maintenues sur des aliments nutritifs et industriels sur deux espèces différentes pour trois générations. Ils ont ensuite caractérisé les signatures épigénétiques complètes des deux isolats et ont noté les changements dans la réponse au régime alimentaire.

Ensuite, DGHOST a utilisé des produits chimiques connus pour influencer des marques épigénétiques spécifiques afin de tester s'ils pouvaient induire un changement de sexe chez la progéniture des daphnies. Ils ont testé le butyrate ainsi que deux médicaments anticancéreux connus pour moduler les changements épigénétiques.

Il n'y avait aucun effet évident du traitement du butyrate, mais les deux autres composants ont provoqué un glissement dans la proportion de sexe vers davantage de mâles. Cela démontrait le rôle de l'épigénétique dans la détermination du sexe des daphnies.

Ces résultats aideront les chercheurs à étudier l'épigénétique pour mieux comprendre le lien entre l'environnement, l'épigénétique et les résultats fonctionnels. Les travaux pourraient avoir un impact sur la recherche sur la santé humaine et l'évaluation des risques.

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Mots-clés

Épigénétique environnementale, ChiP-seq, DNMT, daphnies, indices environnementaux, DGHOST