MiR-202 controls female fecundity by regulating medaka oogenesis
| Autor: | Gay, Stéphanie, Bugeon, Jérôme, Bouchareb, Amine, Henry, Laure, Delahaye, Clara, Legeai, Fabrice, Montfort, Jérôme, Le Cam, Aurélie, Siegel, Anne, Bobe, Julien, Thermes, Violette |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons (LPGP), Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Scalable, Optimized and Parallel Algorithms for Genomics (GenScale), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Dynamics, Logics and Inference for biological Systems and Sequences (Dyliss), ANR-16-COFA-0004, Agence Nationale de la Recherche, ANR-11-INBS-0014,TEFOR,Transgenèse pour les Etudes Fonctionnelles sur les Organismes modèles(2011), ANR-16-COFA-0004,AquaCrispr,Optimization of the CRISPR/Cas9 knock-in technology and application in salmon and trout(2016), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Université de Rennes (UR), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-AGROCAMPUS OUEST, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), AGROCAMPUS OUEST-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - 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| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2018 |
| Předmět: |
Male
MiR-202 Physiology [SDV]Life Sciences [q-bio] Oryzias Biochemistry Epithelium Animals Genetically Modified Gene Knockout Techniques oeuf de poisson Oogenesis poisson Animal Cells Reproductive Physiology Medicine and Health Sciences Gene Editing Obstetrics and Gynecology Gene Expression Regulation Developmental ovogenèse microRNAs Ovaries Nucleic acids OVA micro arn Female Anatomy Cellular Types Genital Anatomy Research Article expression des gènes lcsh:QH426-470 qualité des oeufs Urology fecundity oryzia latipes reproduction Genetics Animals adrianichthyidae analyse du transcriptome Non-coding RNA Gonads CRISPR/Cas9 knock out fish medaka Granulosa Cells Gene Expression Profiling ovaire Reproductive System Biology and Life Sciences Subfertility Epithelial Cells Cell Biology Female Subfertility mécanisme de régulation Gene regulation lcsh:Genetics Germ Cells Biological Tissue Fertility Infertility fécondite Oocytes croissance folliculaire RNA Women's Health Lutein Cells ovary Gene expression CRISPR-Cas Systems |
| Zdroj: | PLoS Genetics, Vol 14, Iss 9, p e1007593 (2018) PLoS Genetics PLoS Genetics, Public Library of Science, 2018, 14 (9), pp.1-26. ⟨10.1371/journal.pgen.1007593⟩ PLoS Genetics, 2018, 14 (9), pp.1-26. ⟨10.1371/journal.pgen.1007593⟩ Plos Genetics, 1-26. (2018) |
| ISSN: | 1553-7404 1553-7390 |
| DOI: | 10.1371/journal.pgen.1007593⟩ |
| Popis: | Female gamete production relies on coordinated molecular and cellular processes that occur in the ovary throughout oogenesis. In fish, as in other vertebrates, these processes have been extensively studied both in terms of endocrine/paracrine regulation and protein expression and activity. The role of small non-coding RNAs in the regulation of animal reproduction remains however largely unknown and poorly investigated, despite a growing interest for the importance of miRNAs in a wide variety of biological processes. Here, we analyzed the role of miR-202, a miRNA predominantly expressed in male and female gonads in several vertebrate species. We studied its expression in the medaka ovary and generated a mutant line (using CRISPR/Cas9 genome editing) to determine its importance for reproductive success with special interest for egg production. Our results show that miR-202-5p is the most abundant mature form of the miRNA and that it is expressed in granulosa cells and in the unfertilized egg. The knock out (KO) of mir-202 gene resulted in a strong phenotype both in terms of number and quality of eggs produced. Mutant females exhibited either no egg production or produced a dramatically reduced number of eggs that could not be fertilized, ultimately leading to no reproductive success. We quantified the size distribution of the oocytes in the ovary of KO females and performed a large-scale transcriptomic analysis approach to identified dysregulated molecular pathways. Together, cellular and molecular analyses indicate that the lack of miR-202 impairs the early steps of oogenesis/folliculogenesis and decreases the number of large (i.e. vitellogenic) follicles, ultimately leading to dramatically reduced female fecundity. This study sheds new light on the regulatory mechanisms that control the early steps of follicular development, including possible targets of miR-202-5p, and provides the first in vivo functional evidence that a gonad-predominant microRNA may have a major role in female reproduction. Author summary The role of small non-coding RNAs in the regulation of animal reproduction remains poorly investigated, despite a growing interest for the importance of miRNAs in a wide variety of biological processes. Here, we analyzed the role of miR-202, a miRNA predominantly expressed in gonads in vertebrate. We studied its expression in the medaka ovary and knocked out the mir-202 gene to study its importance for reproductive success. We showed that the lack of miR-202 results in the sterility of both females and males. In particular, it led to a drastic reduction of both the number and the quality of eggs produced by females. Mutant females exhibited either no egg production or produced a drastically reduced number of eggs that could not be fertilized, ultimately leading to no reproductive success. Quantitative histological and molecular analyses indicated that mir-202 KO impairs oocyte development and is also associated with the dysregulation of many genes that are critical for reproduction. This study sheds new light on the regulatory mechanisms that control oogenesis, including possible targets of miR-202-5p, and provides the first in vivo functional evidence that a gonad-predominant microRNA may have a major role in female reproduction. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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