La transmission des micro ARN du soma à la lignée germinale via le vitellus contribue à la résilience au stress chez la descendance

L'hérédité est généralement considérée comme un processus génétique. Cependant, de plus en plus de preuves suggèrent que des mécanismes épigénétiques, tels que les petits ARN, peuvent aussi transmettre des caractères acquis. Des études indiquent que des signaux environnementaux, tels que le stress ou l'alimentation, peuvent remodeler le contenu en petits ARN des gamètes, modifiant potentiellement les programmes d'expression génique chez leur descendant. Cependant, il reste incertain que les gamètes puissent réellement acquérir de tels ARN fonctionnels à partir des tissus somatiques. De plus, les mécanismes impliqués dans une éventuelle communication entre le soma et la lignée germinale via l'ARN demeurent mal compris. Chez les espèces ovipares, le transfert de vitellus constitue une voie de communication majeure entre soma et lignée germinale. Le vitellus est produit dans des tissus somatiques, comme l'intestin chez C. elegans, et transporté vers les ovocytes pour fournir les lipides et nutriments essentiels au développement embryonnaire (Grant & Hirsh 1999). Sa production est influencée par l'âge maternel et le stress (Perez et al. 2017 ; Jordan et al. 2019), ce qui en fait un bon candidat pour transmettre des expériences environnementales à la descendance. L'idée que le vitellus transporte d'autres molécules a été proposée il y a longtemps, notamment après la détection d'ARN dans des granules de vitellus chez les amphibiens (Kelley et al. 1971). Motivés par ces observations, nous avons développé une stratégie biochimique et génétique pour tester si le vitellus peut transférer des petits ARN somatiques à la descendance. En purifiant le vitellus sécrété par les cellules intestinales, avant son entrée dans les ovocytes, nous avons identifié un enrichissement spécifique en microARN (miARN). Pour tester si ces miARN sont transmis aux embryons, nous avons isolé des embryons au stade 2 cellules, avant l'activation du génome embryonnaire, et optimisé notre protocole de séquençage des petits ARN. En déplétant le récepteur du vitellus (RME-2) chez les mères, nous avons aboli le transfert de vitellus à la descendance. Le séquençage de ces embryons a révélé qu'ils étaient dépourvus de nombreux miARN enrichis dans le vitellus. Une perte similaire a été observée après déplétion, spécifiquement dans l'intestin maternel, de DROSHA et PASHA, deux enzymes clés de la biogenèse des miARN. Ces résultats indiquent que les miARN enrichis dans le vitellus sont hérités par les embryons via le vitellus et proviennent de l'intestin maternel, lieu de production du vitellus. Nous avons ensuite testé si ces miARN jouent un rôle fonctionnel chez la progéniture. Grâce à des croisements génétiques et un balancer chromosomique, nous avons pu différencier l'héritage maternel de l'expression zygotique des miARN, démontrant ainsi que les miARN hérités via le vitellus régulent l'expression génique de la descendance. Nous avons également montré qu'ils favorisent la résistance au stress oxydatif et à la privation de nourriture. Ces effets sont limités à la première génération, ce qui correspond aux caractéristiques des miARN. Une exposition maternelle à un stress osmotique renforce la résilience de la descendance à ce même stress et ce, de façon dépendante des miARN du vitellus. Cela suggère que ces miARN hérités via le vitellus transmettent des informations favorisant l'adaptation environnementale. En conclusion, nos données soutiennent un modèle où les miARN intestinaux maternels sont chargés dans le vitellus, hérités par les embryons où ils régulent l'expression génique jusqu'au stade larvaire. Ce processus est modulé par l'environnement et l'âge maternel, suggérant un rôle adaptatif des miARN transférés. Ainsi, nos résultats révèlent un rôle inattendu du vitellus en tant que vecteur d'ARN régulateurs endogènes et établissent un nouveau paradigme de communication entre le soma et la lignée germinale ainsi que d'héritabilité intergénérationnelle.