L’épigénétique, un outil de plus au service de la sélection

« L’épigénétique, c’est ce qui explique qu’une larve d’abeille devient une reine avec une espérance de vie de 5 ans si elle reçoit de la gelée royale, alors qu'une même larve nourrie avec du pollen et du miel devient une ouvrière qui ne vit que 2 mois, a expliqué Amélie Vallée, coordinatrice R&D chez Gènes Diffusion, lors d'une journée "génisses" organisée par le groupe Seenergi en juin dernier. Des modifications de l’alimentation (pour notre larve d’abeille) ou de l’environnement au sens large entraînent une expression différente des gènes. À génome identique, le phénotype, donc l’expression des gènes, peut être différent en fonction de modifications épigénétiques ! "

Le terme d’épigénétique regroupe l’ensemble des mécanismes qui vont modifier, de manière réversible, transmissible ou adaptative, l’expression de l’ADN. Si l’ADN est une retranscription intégrale du génome contenue dans chacune des 50 000 milliards de cellules d’un organisme, il ne s’exprime pas toujours de la même façon. Aux différences d’expression prévisibles, s’ajoutent des modifications induites par l’environnement. Le répertoire des gènes exprimés varie selon la cellule, selon le moment. « Le génome est très stable dans le temps, mais l’épigénétique est très dynamique, souligne Amélie Vallée. Cela permet des adaptations à des stades clés du développement, comme la phase embryonnaire ou la puberté ; ou des adaptations en réponse à des changements de l’environnement. » Par exemple, en cas de mammite à E. Coli, on note une inhibition de l’expression du gène de la caséine. Ce qui semble logique, comme si la mamelle se concentrait sur son combat contre l’infection plutôt que sur la production du lait. Mais cette modification de la production perdure sur la lactation suivante, même sans problème sanitaire.

Ces stress, ces événements extérieurs agissent sur les marques épigénétiques. Celles-ci orchestrent l’expression des gènes, comme autant d’interrupteurs avec un gradient de positions entre "on" et "off" Ces marques allument, atténuent ou éteignent l’expression d’un type de gène en fonction du tissu ou encore des conditions d’élevage de l’animal. La position de ces interrupteurs de lecture des gène est influencée par cinq types de facteurs : la nutrition, l’environnement, les stress, des toxines et une part d’aléatoire.

La modification d’expression des gènes peut être transitoire ou pérenne et même héritable. « Certaines modifications sont irréversibles, voire se transmettent à plusieurs générations », souligne Amélie Vallée. Par exemple, la sous-nutrition d’une vache gestante a des effets à long terme sur le phénotype de ses filles. Même si celles-ci reçoivent une ration équilibrée, leur potentiel laitier ne sera pas pleinement exprimé en comparaison avec des génisses nées sans stress in utero.

Plusieurs types de marques épigénétiques interviennent dans la modification d’expression des gènes. Des modifications chimiques, comme la méthylation, vont inactiver la lecture des gènes, comme un scotch sur une bande magnétique : le code ne change pas mais la lecture, si. D’autres facteurs épigénétiques se fixent sur les histomes, ces molécules qui « décompressent » le long ruban d’ADN entortillé au cœur des cellules. Selon le niveau et l’endroit de la décompression, les gènes pourront être lus ou non.

Si les mécanismes de l’épigénétique sont encore peu connus, on en devine l’importance des enjeux. Entre autres, pour la sélection et l’adaptation des pratiques d’élevage.