Construction of a large collection of small genome variations in French dairy and beef breeds using whole-genome sequences

Background: In recent years, several bovine genome sequencing projects were carried out with the aim of developing genomic tools to improve dairy and beef production efficiency and sustainability.[br/] Results: In this study, we describe the first French cattle genome variation dataset obtained by sequencing 274 whole genomes representing several major dairy and beef breeds. This dataset contains over 28 million single nucleotide polymorphisms (SNPs) and small insertions and deletions. Comparisons between sequencing results and SNP array genotypes revealed a very high genotype concordance rate, which indicates the good quality of our data.[br/] Conclusions: To our knowledge, this is the first large-scale catalog of small genomic variations in French dairy and beef cattle. This resource will contribute to the study of gene functions and population structure and also help to improve traits through genotype-guided selection

Use of whole genome sequence data to identify new deleterious mutations associated to genetic defects in French dairy and beef cattle breeds.

L’effectif génétique réduit des races bovines entraîne une augmentation de consanguinité de l’ordre de 1% par génération et une forte dérive génétique. Cette évolution favorise l’émergence régulière d’anomalies génétiques récessives dans les populations, qu’elles soient de races laitières ou allaitantes. En France, l’Observatoire National des Anomalies Bovines (ONAB) a été créé dans le but de détecter et contrôler ces anomalies émergentes. Cependant, la détection par les observatoires sous-entend d’une part une diffusion large de l’allèle défavorable dans la population et d’autre part que l’anomalie présente un phénotype avec un tableau clinique spécifique permettant une déclaration du phénotype à l’ONAB. L’impact des anomalies génétiques est donc encore largement sous-estimé. Toutefois, le développement des technologies de génotypage et de séquençage de génomes, associés à l’ensemble des informations disponibles permet une détection efficace des mutations causales. Ainsi, l’objectif de cette thèse a été d’utiliser l’ensemble des données disponibles (phénotypes, génotypes, séquences, annotations fonctionnelles…) pour identifier et valider des mutations délétères ségrégant dans races bovines laitières et allaitantes françaises. Nous avons exploré différentes stratégies classiques - cartographies par homozygotie, haplotypes en déficit en homozygotes - qui gagnent en efficacité grâce aux données de séquence de génome complet (WGS). Nous avons également mis en place des approches alternatives de génétique inverse, basées sur l’exploitation des données WGS française et du consortium 1000 bull genomes.Les travaux réalisé ont permis d’identifier les mutations causales associées à deux syndromes récessifs rapportés à l’ONAB : l’épidermolyse bulleuse jonctionnelle en race Charolaise (ITGB4, g.chr19: g.56488278_56493087del) et d’épilepsie idiopathique (MTCL1, g.chr24:41661691 G>A) récemment émergée dans la race Parthenaise. Nous avons également démontré la forte association entre l’haplotype MH1 et un polymorphisme affectant le gène PFAS (Chr19:g.28511199C>T ; p.R1205C). Par les stratégies de génétique inverse, nous avons également identifié une mutation probablement responsable de mortalité embryonnaire en race Normande affectant le gène CAD (Chr11:g72399397, p.Y452C) ainsi qu’une mutation affectant le gène RP1 (Chr14:g.23995411_23995412insA, p. R791KfsX13) responsable d’une dégénérescence progressive de la rétine et qui ségrége à forte fréquence en race Normande mais aussi dans d’autres races bovines européennes. Ces études encore en cours, fournissent également un inventaire des variants génétiques potentiellement délétères dont la caractérisation de l’effet sur le phénotype pourra être explorée. Enfin, l’identification de ces anomalies et des mutations délétères responsables ont abouti à la mise à disposition de tests de diagnostic efficaces pour permettre une contre-sélection raisonnée de ces variants délétères dans les populations bovines.The reduced genetic size of cattle breeds leads to an increase in inbreeding of nearly 1% per generation and a strong genetic drift. This evolution favors regular emergence of recessive genetic abnormalities in dairy and beef cattle breeds. In France, the National Observatory of Bovine Anomalies (ONAB) was created with the aim to detect and control these new emergences. However, detection by the observatories implies a broad diffusion of the deleterious allele in the population and a phenotype with specific clinical features, allowing reporting to ONAB. Therefore the impact of genetic abnormalities is still largely underestimated. However, development of genotyping and genome sequencing technologies, coupled with all available information, makes possible effective detection of causal mutations. Thus, the aim of this thesis was to use all the available data (phenotypes, genotypes, sequences and functional annotations) to identify and validate deleterious mutations segregating in French dairy and beef cattle breeds. We used homozygosity mapping, and study of haplotypes with deficit in homozygous, two strategies boosted by using whole genome sequence (WGS) data. We also explored alternative reverse genetics strategies, based on data mining of French and 1000 bull genomes consortium WGS data.In these different studies, we identified the causal mutations associated with two described recessive syndromes: epidermolysis bullosa junctional in Charolais race (ITGB4, chr19: g.56488278_56493087del) and idiopathic epilepsy (MTCL1, chr24:g.41661691G>A) recently emerged in the Parthenaise breed. We also demonstrated a strong association between the embryonic lethal mutation MH1 and a polymorphism affecting the PFAS gene (chr19: g.28511199C> T ; p.R1205C) in Montbeliarde cattle. With reverse genetic strategies, we identified another mutation, which affects the CAD gene (chr11: g72399397, p.Y452C), likely responsible for embryonic mortality in Normande cattle, and a frameshift mutation in RP1 (chr14:g.23995411_23995412insA, p. R791KfsX13) responsible for progressive retinal degeneration segregating with a high frequency in the Normande breed but also in other European cattle breeds. These studies, still in progress, provide an inventory of potentially deleterious genetic variants, whose characterization could be explored in the future. At last, identification of mutations responsible for these genetic abnormalities provided or will provide diagnostic tests and allow efficient counter selection of these variants in French beef and dairy cattle populations

Utilisation des séquences de génome complet pour l'identification de mutations délétères responsables d'anomalies génétiques récessives chez le bovin.

The reduced genetic size of cattle breeds leads to an increase in inbreeding of nearly 1% per generation and a strong genetic drift. This evolution favors regular emergence of recessive genetic abnormalities in dairy and beef cattle breeds. In France, the National Observatory of Bovine Anomalies (ONAB) was created with the aim to detect and control these new emergences. However, detection by the observatories implies a broad diffusion of the deleterious allele in the population and a phenotype with specific clinical features, allowing reporting to ONAB. Therefore the impact of genetic abnormalities is still largely underestimated. However, development of genotyping and genome sequencing technologies, coupled with all available information, makes possible effective detection of causal mutations. Thus, the aim of this thesis was to use all the available data (phenotypes, genotypes, sequences and functional annotations) to identify and validate deleterious mutations segregating in French dairy and beef cattle breeds. We used homozygosity mapping, and study of haplotypes with deficit in homozygous, two strategies boosted by using whole genome sequence (WGS) data. We also explored alternative reverse genetics strategies, based on data mining of French and 1000 bull genomes consortium WGS data.In these different studies, we identified the causal mutations associated with two described recessive syndromes: epidermolysis bullosa junctional in Charolais race (ITGB4, chr19: g.56488278_56493087del) and idiopathic epilepsy (MTCL1, chr24:g.41661691G>A) recently emerged in the Parthenaise breed. We also demonstrated a strong association between the embryonic lethal mutation MH1 and a polymorphism affecting the PFAS gene (chr19: g.28511199C> T ; p.R1205C) in Montbeliarde cattle. With reverse genetic strategies, we identified another mutation, which affects the CAD gene (chr11: g72399397, p.Y452C), likely responsible for embryonic mortality in Normande cattle, and a frameshift mutation in RP1 (chr14:g.23995411_23995412insA, p. R791KfsX13) responsible for progressive retinal degeneration segregating with a high frequency in the Normande breed but also in other European cattle breeds. These studies, still in progress, provide an inventory of potentially deleterious genetic variants, whose characterization could be explored in the future. At last, identification of mutations responsible for these genetic abnormalities provided or will provide diagnostic tests and allow efficient counter selection of these variants in French beef and dairy cattle populations.L’effectif génétique réduit des races bovines entraîne une augmentation de consanguinité de l’ordre de 1% par génération et une forte dérive génétique. Cette évolution favorise l’émergence régulière d’anomalies génétiques récessives dans les populations, qu’elles soient de races laitières ou allaitantes. En France, l’Observatoire National des Anomalies Bovines (ONAB) a été créé dans le but de détecter et contrôler ces anomalies émergentes. Cependant, la détection par les observatoires sous-entend d’une part une diffusion large de l’allèle défavorable dans la population et d’autre part que l’anomalie présente un phénotype avec un tableau clinique spécifique permettant une déclaration du phénotype à l’ONAB. L’impact des anomalies génétiques est donc encore largement sous-estimé. Toutefois, le développement des technologies de génotypage et de séquençage de génomes, associés à l’ensemble des informations disponibles permet une détection efficace des mutations causales. Ainsi, l’objectif de cette thèse a été d’utiliser l’ensemble des données disponibles (phénotypes, génotypes, séquences, annotations fonctionnelles…) pour identifier et valider des mutations délétères ségrégant dans races bovines laitières et allaitantes françaises. Nous avons exploré différentes stratégies classiques - cartographies par homozygotie, haplotypes en déficit en homozygotes - qui gagnent en efficacité grâce aux données de séquence de génome complet (WGS). Nous avons également mis en place des approches alternatives de génétique inverse, basées sur l’exploitation des données WGS française et du consortium 1000 bull genomes.Les travaux réalisé ont permis d’identifier les mutations causales associées à deux syndromes récessifs rapportés à l’ONAB : l’épidermolyse bulleuse jonctionnelle en race Charolaise (ITGB4, g.chr19: g.56488278_56493087del) et d’épilepsie idiopathique (MTCL1, g.chr24:41661691 G>A) récemment émergée dans la race Parthenaise. Nous avons également démontré la forte association entre l’haplotype MH1 et un polymorphisme affectant le gène PFAS (Chr19:g.28511199C>T ; p.R1205C). Par les stratégies de génétique inverse, nous avons également identifié une mutation probablement responsable de mortalité embryonnaire en race Normande affectant le gène CAD (Chr11:g72399397, p.Y452C) ainsi qu’une mutation affectant le gène RP1 (Chr14:g.23995411_23995412insA, p. R791KfsX13) responsable d’une dégénérescence progressive de la rétine et qui ségrége à forte fréquence en race Normande mais aussi dans d’autres races bovines européennes. Ces études encore en cours, fournissent également un inventaire des variants génétiques potentiellement délétères dont la caractérisation de l’effet sur le phénotype pourra être explorée. Enfin, l’identification de ces anomalies et des mutations délétères responsables ont abouti à la mise à disposition de tests de diagnostic efficaces pour permettre une contre-sélection raisonnée de ces variants délétères dans les populations bovines

Coopération entre médecins généralistes et pharmaciens (une revue de la littérature)

LYON1-BU Santé (693882101) / SudocSudocFranceF

Perceptions, Knowledge, and Practices Concerning Indoor Environmental Pollution of Parents or Future Parents

International audienceIndoor pollutants can have short- and long-term health effects, especially if exposure occurs during prenatal life or early childhood. This study describe the perceptions, knowledge, and practices of adults concerning indoor environmental pollution. Adults of 18 to 45 years of age were recruited in the department of Ille-et-Vilaine (Brittany-France) in 2019 through a stratified random draw in the waiting rooms of general practitioners (GPs) (n = 554) who completed a self-questionnaire. The 71% who had already heard of this type of pollution were older (p = 0.001), predominantly women (p = 0.007), not expecting a baby (p = 0.005), and had a higher knowledge score (p < 0.001). The average knowledge score was 6.6 ± 6.6 out of 11, which was higher for participants living in a couple and with a higher level of education (p < 0.001). Some practices were well implemented (>80% of participants) (aeration during renovation) whereas others were insufficiently practiced (<60% of participants) (paying attention to the composition of cosmetic products). Factors associated differed depending on the frequency of integration: living in a couple and having a child for well implemented practices and educational level, knowledge level, and perception for those under implemented. Knowledge must be improved to modify perceptions and certain practices, making sure not to increase social inequalities in health

Coopération entre médecins généralistes et pharmaciens : une revue systématique de la littérature

International audienceIntroduction : alors que le développement de coopérations interprofessionnelles entre médecins généralistes et pharmaciens est attendu, l'efficacité des interventions envisageables est peu connue. L'objectif de cette étude était d'évaluer l'efficacité des interventions de coopération entre médecins généralistes et pharmaciens. Méthodes : une revue systématique de la littérature internationale a été réalisée, à partir des banques de données Medline, Cochrane et Pascal. Les mots clés et/ou termes de recherche (" family physician(s) " ou " general practitioner(s) ") et " pharmacist(s) " ont été croisés. Étaient retenus les essais cliniques randomisés dont les résultats étaient publiés en français ou en anglais et qui testaient l'efficacité de l'intervention complémentaire du pharmacien par rapport à celle du médecin généraliste. Résultats : au total, 22 articles ont été inclus. Seize essais montraient un bénéfice pour les patients lié à l'intervention des pharmaciens dans la gestion d'un problème de santé chronique ou dans la gestion des traitements médicamenteux. Un tel bénéfice était observé en particulier dans la prise en charge de l'hypertension artérielle et de l'hypercholestérolémie, et pour limiter les problèmes de prescription médicamenteuse. Les critères de jugements des essais étaient le plus souvent des critères de procédure ou des critères de résultats intermédiaires, et ne comportaient jamais d'analyses coût/fficacité. Discussion : la coopération entre les pharmaciens et les médecins généralistes peut contribuer à la qualité des soins de santé primaire, en particulier dans le cadre de la prise en charge des problèmes cardio-métaboliques et de prescription

Du phénotype à la mutation causale : le cas des anomalies récessives bovines

Cet article présente la méthodologie utilisée pour identifier la mutation responsable d’une anomalie génétique à partir de cas d’animaux affectés. Dans un premier temps, une collection de cas aussi homogènes que possible est constituée, de la même race et avec les mêmes signes cliniques, complétée par une population témoin apparentée mais non atteinte. Une analyse de pedigree est possible pour rechercher l’ancêtre commun qui a pu transmettre l’anomalie à chacun des cas. Le génotypage par puce permet de mettre en évidence très rapidement une petite région du génome homozygote et identique à tous les marqueurs qui contient la mutation recherchée. La mutation est ensuite identifiée par séquençage du génome de quelques cas, filtrage des variants observés sur la base d’une part, de leur présence chez d’autres animaux, et d’autre part, de leur annotation fonctionnelle. Une validation statistique est ensuite pratiquée par génotypage à grande échelle, pour vérifier l’association totale entre génotype et phénotype. Enfin, la causalité de la mutation est étudiée par analyse fonctionnelle, incluant l’analyse des ARN et des protéines, l’imagerie cellulaire, voire la création de modèles transgéniques.This article presents the methodology used to identify the mutation responsible for a genetic defect from the observation of cases. In the first step, a set of homogeneous cases are collected, from the same breed and with the same clinical signs. This collection is completed by a related but unaffected control population. A pedigree analysis is possible to point towards a common ancestor who may have transmitted the defect to all cases. A genotyping step using a SNP chip is used to display a small genomic region homozygous and identical at all markers and including the mutation. The mutation is then identified by genome sequencing of a few cases followed by the filtering of the variants against a large sequence database of unaffected animals. The best candidate variants are retained on the basis of their functional annotation. The mutation is then statistically confirmed on the basis of large scale genotyping, to verify the complete association between the mutation and the phenotype. Finally, the causality of the mutation is proven by functional analysis, including RNA and protein analysis, cellular imaging, and even through transgenic models carrying the mutation

Anticiper l'émergence d'anomalies génétiques grâce aux données génomiques

Avec le récent développement des approches reposant sur le génotypage et séquençage à haut débit, identifier la mutation responsable d’une anomalie à partir de quelques cas est beaucoup plus simple qu’auparavant. Toutefois, il n’est pas toujours possible d’observer des cas et de disposer du matériel biologique correspondant. Cet article présente deux approches reposant sur l’analyse de données à haut débit, permettant d’identifier des mutations récessives létales ou d’orienter plus efficacement leur recherche à partir des données de séquence du génome. La première approche utilise les données de génotypage à haut débit pour rechercher des régions du génome présentant un déficit en homozygotes. Cette méthode a déjà permis de caractériser plusieurs mutations dans chacune des races bovines analysées. Dans la seconde approche, on recherche dans les données de séquence disponibles des variants dont l’annotation suggère qu’ils ne sont pas tolérés à l’état homozygote. Le nombre de faux positifs est élevé, mais ces données permettent d’orienter la phase d’observation et de diagnostic plus efficacement et, dans les cas les plus favorables, d’anticiper l’émergence de l’anomalie. Des exemples sont fournis avec le gène RP1 responsable de dégénérescence rétinienne ou le gène EDAR responsable de l’absence de poils et de dents.With the recent development of approaches using high throughput genotyping and sequencing, identifying the causal mutation underlying a genetic defect from several cases has become much simpler. However, cases, or their corresponding biological material, are not always available. This article presents two approaches relying on high throughput data analysis to identify recessive lethal mutations or to efficiently orient their research from genome sequence. The first approach uses genotyping data to look for genomic régions presenting a deficit in homozygotes. This method has proven to be efficient with several mutations already characterized in each analyzed bovine breed. In the second approach, DNA variants are searched in the available whole genome sequences, with strong annotations suggesting that they are not tolerated in the homozygous state. The number of false positives is relatively high but these variants can orient the observation step toward mating at risk or homozygous animals and, in the most favorable cases, to anticipate the outbreak of the defect. Examples are provided with the RP1 gene responsible for retina degeneration or the EDAR gene responsible for the ectodermal anhidrotic syndrome

Prise en compte des anomalies génétiques en sélection : le cas des bovins

Pendant plusieurs dizaines d’années après la mise en place des programmes de sélection génétique, la découverte de nouvelles anomalies est restée sporadique. Cela a incité jusqu’à présent les gestionnaires de ces programmes à appliquer une politique d’éradication drastique des reproducteurs porteurs, combinée à la procréation de futurs reproducteurs non porteurs. Mais la situation est en train de changer avec l’avènement de la sélection génomique et des technologies associées, qui permettent de détecter les anomalies plus rapidement et donc en plus grand nombre. Il est donc indispensable de faire évoluer la façon de les prendre en compte dans les programmes de sélection. Un état de la situation dans la population doit d’abord être établi en estimant la fréquence allélique de l’anomalie et en caractérisant le statut des reproducteurs les plus importants avec les tests moléculaires disponibles, en particulier avec les puces à « Single Nucleotide Polymorphism » (SNP). Dans certains cas, une prédiction indirecte, à partir d’haplotypes ou d’imputation, permet de connaître le statut à la mutation des reproducteurs plus anciens avec une forte probabilité sans nécessité de ré-analyser leur ADN. Une fois ce bilan établi, les mesures à prendre dépendent du poids économique des anomalies qui est fonction de deux paramètres, le coût par individu atteint et la fréquence allélique dans la population. La méthode optimale permettant une éradication progressive des anomalies repose sur l’utilisation d’un objectif de sélection combinant les anomalies aux autres caractères. Une phase délicate à gérer, principalement au travers des accouplements, est celle de l’utilisation de reproducteurs porteurs durant la période de transition entre la découverte de l’anomalie et l’éradication complète. Enfin, il est rappelé qu’une mesure simple permettant de limiter l’émergence de nouvelles anomalies est d’utiliser un nombre élevé de reproducteurs tout en restreignant leur taille de descendance.For years, genetic defects were discovered sporadically and this led breeders to eradicate drastically all the carriers in combination with the procreation of non carrier future reproducing animals. However there is a new paradigm with the setting up of genomic selection since genetic defects are now detected much faster and, consequently, in larger numbers. Therefore it is necessary to adapt the way genetic defects are taken into account in selection. A good overview of the genetic situation must be obtained by estimating the allelic frequency in the population and by assessing the status of most major reproducing animals with the available diagnosis tests, now often included in SNP chips. Noteworthy, this status may also be assessed indirectly through haplotypic prediction for older animals and does not always require to genotype them again. Then the selection plan must be set up in the light of the economic weight of the defects, which depends on the cost of affected cases and allelic frequency. The optimal method to gradually eradicate genetic defects relies on the use of a breeding objective combining genetic defects with the other traits, with their economic weights. The transition phase between the discovery of a genetic defect and its complete eradication is always delicate and is usually coped by orienting the matings to avoid cases. Finally, it is recalled that using a large number of breeding animals while restricting their number of offspring is a simple measure that efficiently limits the outbreaks of new genetic defects