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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Caractérisation structurale et fonctionnelle d'un ARN non codant long impliqué dans la production et la motilité des spermatozoïdes

@INRAE B. Mandon-Pépin (Localisation du lncRNA 4930463O16Rik par Hybridation in situ (sonde rouge) sur des coupes de testicules de souris de 2 mois. Un co-marquage par immunofluorescence avec l'anticorps anti-DDX4 (vert) permet de visualiser le cytoplasme des cellules germinales et la coloration DAPI (bleue) permet de visualiser les chromosomes nucléaires. Carrés blancs: spermatocytes avant la première division de méiose. Cercles blancs: spermatides obtenues après les 2 divisions de méiose.)
L’inactivation du gèneTopaz1 provoque une stérilité des souris mâles due à un blocage de la spermatogenèse et entraine une dérégulation de nombreux ARN non codants longs (lncRNAs) dans les testicules. L’un de ces lncRNAs a été étudié et son inactivation présente un phénotype différent de celui de Topaz1. La concentration des spermatozoïdes est diminuée de moitié chez ces animaux et leur motilité est altérée.

Topaz1 est un gène initialement découvert dans l'ovaire fœtal de brebis lors de la méiose. Il est très conservé chez les vertébrés et son expression est spécifique des cellules germinales. Un modèle murin, dépourvu du gène Topaz1 (KO), a été généré et a mis en évidence son rôle dans la fertilité mâle. L’absence de ce gène entraine un blocage des cellules germinales en fin de prophase I de méiose et un défaut d’alignement des chromosomes le long de la plaque métaphasique.

Afin de mieux caractériser le phénotype testiculaire des souris Topaz 1-/-, des analyses transcriptomiques à haut débit ont été menées par RNA sequencing. L'absence de TOPAZ1 perturbe l'expression des gènes impliqués dans la mobilité des microtubules et/ou des cils, processus biologiques nécessaires à la spermatogenèse. De plus, un quart des gènes dérégulés sont des lncRNAs spécifiques des cellules germinales mâles dont certains voient leur expression éteinte dans les testicules Topaz1 -/-. Une lignée de souris, dans laquelle l'expression de l'un de ces lncRNAs (4939463O16Rik) est supprimée, montre que la fertilité de ces souris n'est pas affectée. Pourtant, certains paramètres spermatiques sont modifiés et la concentration des spermatozoïdes est diminuée de moitié chez ces animaux.

Ce travail identifie un lncRNA (4930463O16Rik) dont l'expression est dépendante de Topaz1 et qui est un élément clé, à la fois pour la production et pour la motilité des spermatozoïdes.

Voir aussi

Référence:

Chadourne Manon, Poumerol Elodie, Jouneau Luc, Passet Bruno, Castille Johan, Sellem Eli, Pailhoux Eric, Mandon-Pépin Béatrice.Structural and Functional Characterization of a Testicular Long Non-coding RNA (4930463O16Rik) Identified in the Meiotic Arrest of the Mouse Topaz1–/– Testes. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2021. 9: 1771. DOI=10.3389/fcell.2021.700290    
Contact : Béatrice Mandon-Pépin (beatrice.mandon-pepin(at)inrae.fr)
En savoir plus: https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fcell.2021.700290