Relation entre polymorphisme des récepteurs MT1 à la mélatonine et saisonnalité de la reproduction chez les ovins : aspects génotypiques et fonctionnels
La mélatonine est une hormone qui permet aux animaux saisonniers de discriminer les jours longs (printemps – été) des jours courts (automne – hiver) et de moduler en conséquence, leur période de reproduction. Le mouton est une espèce qui se reproduit pendant les jours courts, cependant, quelques races ovines sont peu saisonnées et certains individus peuvent ovuler à contre saison. Ce trait est héritable et répétable, il est donc sous la dépendance d’un paramètre génétique. Un des gènes candidats est le gène codant pour le récepteur MT1 à la mélatonine qui est la cible d’un important polymorphisme.
Une des mutations provoque l’absence d’un site de restriction et caractérise l’allèle “-“. Le génotypage de plusieurs races de brebis à saisonnement différents renforce l’association déjà observé inter race entre l’allèle ” – ” et l’anovulation au printemps. L’allèle “-” possède une mutation non silencieuse qui induit le changement d’une valine en isoleucine (V220I) dans la séquence peptidique. Les animaux “+/+” et ” -/-” exprime deux récepteurs différents appelés respectivement oMT1 et oMT1m. Les deux récepteurs exprimés transitoirement dans des cellules Cos-7, présentent la même affinité pour la mélatonine et d’autres analogues de la mélatonine. Cependant, dans des cellules HEK293 exprimant stablement oMT1 ou oMT1m, la voie de transduction de signal (AMPc) et les mécanismes d’internalisation sont différents pour les deux récepteurs. Enfin, des différences d’expression des récepteurs ont été observées dans 4 structures cérébrales d’animaux “+/+” et ” -/-“.
En conclusion de ce travail, la mutation étudiée a des conséquences fonctionnelles et ces études renforcent l’hypothèse d’une association entre le gène codant le récepteur à la mélatonine et la saisonnalité de la reproduction. D’autres mécanismes sont certainement en jeu puisque l’expression des récepteurs est différente dans certaines structures indépendamment de la mutation.
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Summuary :
Abstract: Melatonin is an essential hormone for the reproduction of seasonal breeders by allowing them to discriminate long days (spring – summer) from short days (automn – winter) and modulate reproductive activity accordingly. Sheep are short day breeders, however, some ovine breeds are poorly seasonal and some individuals can ovulate out-of-season. This trait was shown to be heritable and repetable, it is thus under the dependence of a genetic parameter. Our candidate gene is the melatonin receptor gene MT1 which is the target of an important polymorphism.
One of the mutations induces the absence of a restriction site and characterize the “-” allele. Our genotyping data have reinforce previous results which show a relationship between seasonal reproduction and the presence of “-” allele. This “-” allele has a no conservative mutation which induces the change of a Valine into an Isoleucine (V220I). The +/+ and -/- animals express two structurally different receptors called oMT1 and oMT1m respectively. After transient transfection in Cos-7 cells, the receptors variants display the same affinity. However, in HEK293 cells stably expressing oMT1 or oMT1m, signal transduction pathway (cAMP) and internalization processes are significatively different between the two receptors. Finally, differences on receptor densities were observed in 4 brain structures between “+/+” and “-/-” animals.
In conclusion of this work, the studied mutation show a functional consequence on receptor functionnality and our study reinforce the hypothesis of an association between the gene coding for melatonin receptor and the seasonal reproduction. Other mechanisms could be implicated because of the receptor expression is different between some structures independantly of the mutation.
Mots-clés : non communiqué
Présentée le 19 février 2007
Laboratoire où a été préparée la thèse :
Neurobiologie et Maîtrise des fonctions saisonnières, UMR6175 INRA-CNRS-Université de Tours-Haras Nationaux, 37380 Nouzilly
Nom du directeur de thèse: Martine Migaud et Philippe Chemineau
