Identification of transcripts involved in meiosis and follicle formation during ovine ovary development

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The key steps in germ cell survival during ovarian development are the entry into meiosis of oogonies and the formation of primordial follicles, which then determine the reproductive lifespan of the ovary. In sheep, these steps occur during fetal life, between 55 and 80 days of gestation, respectively. The aim of this study was to identify differentially expressed ovarian genes during prophase I meiosis and early folliculogenesis in sheep.</p> <p>Results</p> <p>In order to elucidate the molecular events associated with early ovarian differentiation, we generated two ovary stage-specific subtracted cDNA libraries using SSH. Large-scale sequencing of these SSH libraries identified 6,080 ESTs representing 2,535 contigs. Clustering and assembly of these ESTs resulted in a total of 2,101 unique sequences depicted in 1,305 singleton (62.11%) and 796 contigs (37.9%) ESTs (clusters). BLASTX evaluation indicated that 99% of the ESTs were homologous to various known genes/proteins in a broad range of organisms, especially ovine, bovine and human species. The remaining 1% which exhibited any homology to known gene sequences was considered as novel. Detailed study of the expression patterns of some of these genes using RT-PCR revealed new promising candidates for ovary differentiation genes in sheep.</p> <p>Conclusion</p> <p>We showed that the SSH approach was relevant to determining new mammalian genes which might be involved in oogenesis and early follicle development, and enabled the discovery of new potential oocyte and granulosa cell markers for future studies. These genes may have significant implications regarding our understanding of ovarian function in molecular terms, and for the development of innovative strategies to both promote and control fertility.</p

TOPAZ1, a Novel Germ Cell-Specific Expressed Gene Conserved during Evolution across Vertebrates

BACKGROUND: We had previously reported that the Suppression Subtractive Hybridization (SSH) approach was relevant for the isolation of new mammalian genes involved in oogenesis and early follicle development. Some of these transcripts might be potential new oocyte and granulosa cell markers. We have now characterized one of them, named TOPAZ1 for the Testis and Ovary-specific PAZ domain gene. PRINCIPAL FINDINGS: Sheep and mouse TOPAZ1 mRNA have 4,803 bp and 4,962 bp open reading frames (20 exons), respectively, and encode putative TOPAZ1 proteins containing 1,600 and 1653 amino acids. They possess PAZ and CCCH domains. In sheep, TOPAZ1 mRNA is preferentially expressed in females during fetal life with a peak during prophase I of meiosis, and in males during adulthood. In the mouse, Topaz1 is a germ cell-specific gene. TOPAZ1 protein is highly conserved in vertebrates and specifically expressed in mouse and sheep gonads. It is localized in the cytoplasm of germ cells from the sheep fetal ovary and mouse adult testis. CONCLUSIONS: We have identified a novel PAZ-domain protein that is abundantly expressed in the gonads during germ cell meiosis. The expression pattern of TOPAZ1, and its high degree of conservation, suggests that it may play an important role in germ cell development. Further characterization of TOPAZ1 may elucidate the mechanisms involved in gametogenesis, and particularly in the RNA silencing process in the germ lin

Isolement et caractérisation de transcrits ovariens exprimés au cours du développement fœtal chez la brebis

L objectif de notre étude est d identifier chez la brebis les gènes impliqués: la méiose des cellules germinales et la formation des follicules. La technique Hybridation Suppressive Soustractive nous a permis d obtenir deux banques soustraites spécifiques de ces deux stades. L analyse de ces deux banques a permis d étudier une dizaine de transcrits encore jamais étudiées dans l ovaire. Parmi ces transcrits, Topaz1 (Testis Ovary-specific PAZ domain gene 1) est exprime uniquement dans les gonades mâles et femelles chez l ovin et la souris. Dans l ovaire fœtal, l expression la plus élevée de ce transcrit coïncide avec la période où les cellules germinales sont en méiose. Cette étude nous a permis d une part de caractériser de nouveaux gènes impliqués dans la différenciation ovarienne et d autre part de constituer une collection de transcrits dédiée à la différenciation de l ovaire chez la brebis qui servira à comparer le transcriptome d ovaires dans différentes conditions physiologiques.The aim of our study was to identify in sheep, genes involved in the two mains steps of ovarian development during fetal period: germ cells meiosis and follicles formation. By using Suppression Subtractive Hybridization, we obtained two cDNA libraries specific at the two stages studying. By analyzing these two libraries, we isolated and study around ten ESTs, which were never described in ovary. Among these ESTs, Topaz1 (Testis Ovary-specific PAZ domain gene 1) was only expressed in male and female gonads with an increase expression during the period of germ cell meiosis in mouse and sheep. This study allows us to isolate and characterize new genes involved in ovary differentiation in sheep and to obtain a set of transcripts dedicated to the ovine ovary differentiation. This latter will be a useful tool to analyze and compare the transcriptome of ovaries in various physiological conditions.VERSAILLES-BU Sciences et IUT (786462101) / SudocSudocFranceF

Mammalian ovary differentiation - A focus on female meiosis

Over the past 50 years, the ovary development has been subject of fewer studies as compare to the male pathway. Nevertheless due to the advancement of genetics, mouse ES cells and the development of genetic models, studies of ovarian differentiation was boosted. This review emphasizes some of new progresses in the research field of the mammalian ovary differentiation that have occurred in recent years with focuses of the period around prophase I of meiosis and of recent roles of small non-RNAs in the ovarian gene expression

Etude d'un nouveau gène exprimé dans les gonades de mammifères: TOPAZ1

National audienc

La différenciation ovarienne précoce et son contrôle génétique

Conférence Différenciation et régulation des fonctions ovariennes : nouveaux concepts, Paris, 2011/06/15La différenciation de l'ovaire a été considérée pendant plusieurs décennies comme un processus passif, se mettant en place par défaut. Le développement d'outils génétiques permettant l'invalidation de gènes chez la souris, d'approches transcriptomiques haut-débit ainsi que l'étude de modèles animaux pertinents a montré que la différenciation des gonades est un processus dynamique dans les deux sexes et a permis d'identifier des acteurs clés de la différenciation ovarienne. La détermination des cellules somatiques de l'ovaire est sous le contrôle de deux voies majeures, l'une régulée par le facteur de transcription FOXL2 avec ou sans les œstrogènes selon les espèces, et celle de la voie β-caténine (Rspo1, Wnt4, β-caténine). Ces deux cascades géniques agissent simultanément sur l'activation de la voie femelle et l'inactivation de la voie mâle. À l'inverse, la différenciation sexuelle des cellules germinales ne résulte pas uniquement du contenu chromosomique de la cellule (XX femelle et XY mâle). Elle est le résultat de l'environnement des gonocytes dans l'ébauche gonadique. Très tôt, les gonocytes femelles vont se multiplier par mitose puis s'engager dans la méiose (prophase I). Suivra la formation des follicules primordiaux, étape cruciale de la vie reproductive femelle car elle constitue la réserve ovarienne. Les connaissances sur les facteurs qui participent à ces processus moléculaires ont beaucoup progressé au cours des dix dernières années et seront présentées dans cette revue

Two different specific JNK activators are required to trigger apoptosis or compensatory proliferation in response to Rbf1 in Drosophila

International audienceThe Jun Kinase (JNK) signaling pathway responds to diverse stimuli by appropriate and specific cellular responses such as apoptosis, differentiation or proliferation. The mechanisms that mediate this specificity remain largely unknown. The core of this signaling pathway, composed of a JNK protein and a JNK kinase (JNKK), can be activated by various putative JNKK kinases (JNKKK) which are themselves downstream of different adaptor proteins. A proposed hypothesis is that the JNK pathway specific response lies in the combination of a JNKKK and an adaptor protein upstream of the JNKK. We previously showed that the Drosophila homolog of pRb (Rbf1) and a mutant form of Rbf1 (Rbf1 D253A) have JNK-dependent pro-apoptotic properties. Rbf1 D253A is also able to induce a JNK-dependent abnormal proliferation. Here, we show that Rbf1-induced apoptosis triggers proliferation which depends on the JNK pathway activation. Taking advantage of these phenotypes, we investigated the JNK signaling involved in either Rbf1-induced apoptosis or in proliferation in response to Rbf1-induced apoptosis. We demonstrated that 2 different JNK pathways involving different adaptor proteins and kinases are involved in Rbf1-apoptosis (i.e. Rac1-dTak1-dMekk1-JNK pathway) and in proliferation in response to Rbf1-induced apoptosis (i.e., dTRAF1-Slipper-JNK pathway). Using a transient induction of rbf1, we show that Rbf1-induced apoptosis activates a compensatory proliferation mechanism which also depends on Slipper and dTRAF1. Thus, these 2 proteins seem to be key players of compensatory proliferation in Drosophila

Analyse de la mise en œuvre de règles de décision de systèmes en production intégrée en Lorraine

Ce numéro est constitué d’articles de synthèse des projets DEPHY EXPE publiés à l’occasion du colloque national DEPHY, qui s’est déroulé les 13 et 14 novembre 2018 à la Cité des Sciences et de l'Industrie (Paris). Nous vous invitons à découvrir le bilan et les enseignements des 21 projets conduits sur la période 2012-2017.As part of DEPHY EXPE network from Ecophyto programme, four test platforms were implanted in2011/2012 on Lorrain territory to test integrated production. This project aims to cut in half pesticidesuse but it was also an opportunity to knock down the technical barriers related to constraints as regardssoil, climate and regulation which impact farming systems of the region. Two levels of change(lengthening the rotation or not) were tested in the platforms. Sometimes, decision rules on systemsmanagement techniques, preliminary defined to meet specific objectives, needed to be adapted over time depending on their success or their failure. Experimenting these cropping systems providedlearnings on beneficial or adverse effects of lengthening the rotation, and on alternative means usedagainst pests. For instance, adjust treatment threasholds and use species associations could preventfungicide and insecticide treatments, but mechanical weeding wasn't sufficient on rape and had to becombined with herbicides used in reduced quantities. These platforms were not only a source oftechnical references but also appropriate teaching supports.Dans le cadre du réseau DEPHY EXPE du programme Ecophyto, quatre plateformes expérimentalesont été implantées en 2011/2012 sur le territoire lorrain pour tester la production intégrée. Ce projet,visant une réduction de 50% des produits phytosanitaires, fut aussi une opportunité pour lever lesverrous techniques liés aux contraintes pédologiques, climatiques et réglementaires qui mettent à malles systèmes agricoles lorrains actuels. Deux niveaux de rupture (avec ou sans allongement de larotation) ont été testés sur les plateformes. Les règles de décision sur les itinéraires techniques dessystèmes, définies en amont pour répondre à des objectifs précis, ont parfois dû être adaptées au coursdu temps selon leur réussite ou leur échec.La conduite de ces essais systèmes a ainsi permis de tirer des enseignements sur l'intérêt del'allongement de la rotation et sur les différents leviers alternatifs aux produits phytosanitaires utilisés.Par exemple, des traitements fongicides et insecticides ont pu être évités en adaptant les seuilsd'intervention ou avec des associations d'espèces, mais il a été nécessaire de coupler le désherbagemécanique sur colza à un désherbage chimique en dose réduite. Ces plateformes ont pu être la sourcede références techniques mais aussi des supports pédagogiques très pertinents

Analyse de la mise en œuvre de règles de décision de systèmes en production intégrée en Lorraine

Dans le cadre du réseau DEPHY EXPE du programme Ecophyto, quatre plateformes expérimentales ont été implantées en 2011/2012 sur le territoire lorrain pour tester la production intégrée. Ce projet, visant une réduction de 50% des produits phytosanitaires, fut aussi une opportunité pour lever les verrous techniques liés aux contraintes pédologiques, climatiques et réglementaires qui mettent à mal les systèmes agricoles lorrains actuels. Deux niveaux de rupture (avec ou sans allongement de la rotation) ont été testés sur les plateformes. Les règles de décision sur les itinéraires techniques des systèmes, définies en amont pour répondre à des objectifs précis, ont parfois dû être adaptées au cours du temps selon leur réussite ou leur échec. La conduite de ces essais systèmes a ainsi permis de tirer des enseignements sur l'intérêt de l'allongement de la rotation et sur les différents leviers alternatifs aux produits phytosanitaires utilisés. Par exemple, des traitements fongicides et insecticides ont pu être évités en adaptant les seuils d'intervention ou avec des associations d'espèces, mais il a été nécessaire de coupler le désherbage mécanique sur colza à un désherbage chimique en dose réduite. Ces plateformes ont pu être la source de références techniques mais aussi des supports pédagogiques très pertinents.As part of DEPHY EXPE network from Ecophyto programme, four test platforms were implanted in 2011/2012 on Lorrain territory to test integrated production. This project aims to cut in half pesticides use but it was also an opportunity to knock down the technical barriers related to constraints as regards soil, climate and regulation which impact farming systems of the region. Two levels of change (lengthening the rotation or not) were tested in the platforms. Sometimes, decision rules on systems management techniques, preliminary defined to meet specific objectives, needed to be adapted over [br/] time depending on their success or their failure. Experimenting these cropping systems provided learnings on beneficial or adverse effects of lengthening the rotation, and on alternative means used against pests. For instance, adjust treatment threasholds and use species associations could prevent fungicide and insecticide treatments, but mechanical weeding wasn't sufficient on rape and had to be combined with herbicides used in reduced quantities. These platforms were not only a source of technical references but also appropriate teaching supports