L'analyse pondérée des réseaux de co-expression de gènes révèle des groupes de gènes et des voies biochimiques associés au développement du rumen chez le veau

L'analyse des réseaux de co-expression génique des données du transcriptome a permis d'identifier des gènes clés et d’importants réseaux qui sous-tendent des caractères de production et de maladies complexes. Dans cette étude, nous avons utilisé l'analyse pondérée des réseaux de co-expression des gènes (APRCEG) pour 1) détecter les modules ou groupes de gènes exprimés de manière différentielle (GED) avec des profils d'expression similaires dans le transcriptome ruminal du veau pendant les périodes précédant et suivant le sevrage; et 2) déterminer les mécanismes de régulation reliant les modules de gènes aux phénotypes pertinents pendant la période précédant le sevrage (jour 33[j33]) : gain de poids (GPC_j33), gain quotidien moyen (GQM_j33), glycémie (Glucose_j33) et concentration de ?-hydroxybutyrate (BHB_j33); et pendant la période suivant le sevrage (j96) : gain de poids (GPC_j96), gain quotidien moyen (GQM_j96), glycémie (Glucose_j96) et concentration de ?-hydroxybutyrate (BHB_j96), ingestion de matière sèche (IMS_j96) et indice de consommation (IC_j96). Des tissus du rumen ont été prélevés chez 16 veaux au j33 et chez 16 autres, au j96 pour le séquençage du transcriptome entier, suivi du traitement bioinformatique et d'une analyse des GED. En tout, 4104 GED entre le j33 et le j96 ont servi de données pour l'APRCEG, qui a permis d’identifier dix modules de gènes co-exprimés, parmi lesquels six étaient étroitement corrélés avec au moins un phénotype (p < 0,05). Dans le module BLACK, le plus important, on a constaté une étroite corrélation entre l’IMS_j96 et le GQM_j96. Les gènes du module BLACK (n = 269) étaient fortement enrichis pour les processus biologiques liés à la croissance et au métabolisme des lipides, ainsi que pour les voies biochimiques liées à la longévité, au métabolisme du glucose et à la régulation hormonale. Dans les modules BROWN (494 gènes) et PINK (508 gènes), on a constaté une étroite corrélation avec le BHB_j96, et les gènes étaient fortement enrichis pour les voies biochimiques liées aux fonctions du rumen en réponse au régime alimentaire. Dans les modules MAGENTA (155 gènes) et ROYALBLUE (40 gènes), on a constaté une étroite corrélation avec le Glucose_j33, et les gènes étaient enrichis pour les voies biochimiques liées à la fonction immunitaire. Le module TURQUOISE était étroitement associé au Glucose_j96, et ses gènes (n = 1623) étaient enrichis pour de nombreux processus tels que la traduction, la transduction des signaux, la communication cellulaire, le catabolisme des protéines et l'oxydation des acides gras. En conclusion, cette étude donne un aperçu des groupes ou réseaux de gènes et des voies biochimiques associés au développement du rumen. Toutefois, d'autres études seront nécessaires pour caractériser les réseaux de gènes et les voies biochimiques mis en évidence.