Comparative analysis of the miRNome of bovine milk fat, whey and cells

D’abondants microARN ont été mis en évidence dans le lait et le tissu des glandes mammaires de différentes espèces. En règle générale, l’ARN présent dans le lait peut être extrait de ses différentes fractions dont le gras, le lactosérum et les cellules, et le transcriptome des ARNm du lait pourrait servir d’indicateur du transcriptome du tissu des glandes mammaires. Cependant, aucune étude n’a vérifié adéquatement si le transcriptome des microARN d’une fraction particulière du lait pouvait être représentative de celui du tissu des glandes mammaires. Avec la présente étude, nous voulions 1) caractériser le spectre d’expression des microARN de trois fractions du lait – le gras, le lactosérum et les cellules, 2) comparer le profil de miRNome des fractions du lait (gras, lactosérum et cellules) avec celui du tissu des glandes mammaires, et 3) déterminer quelle fraction du lait possède le profil de miRNome le plus représentatif de celui du tissu des glandes mammaires. Pour ce faire, nous avons prélevé et fractionné du lait de vaches canadiennes Holstein en milieu de lactation et en bonne santé. Nous avons utilisé l’ARN total extrait de chaque fraction pour la préparation de bibliothèques suivie du séquençage des petits ARN. De plus, nous avons utilisé les transcrits de microARN du tissu des glandes mammaires de 12 vaches Holstein de notre étude précédente pour comparer nos données. Nous avons mis en évidence 210, 200 et 249 microARN connus respectivement issus du gras, du lactosérum et des cellules du lait, dont 188 étaient universellement exprimés dans les trois fractions. En outre, nous avons trouvé 33, 31 et 36 microARN nouveaux issus du gras, du lactosérum et des cellules du lait, dont 28 étaient communs aux trois fractions. Parmi les 20 microARN le plus fortement exprimés dans chaque fraction, 14 étaient exprimés en commun et 11 l’étaient dans le tissu des glandes mammaires. Les trois fractions du lait étaient clairement séparées les unes des autres d’après l’analyse hiérarchique des groupements, et ce sont le gras et le lactosérum qui étaient le plus étroitement apparentés. La corrélation des miRNomes entre le gras du lait et le tissu des glandes mammaires (rmean = 0,866) était significativement plus élevée que celle des deux autres paires (p < 0,01), lactosérum/tissu des glandes mammaires (rmean = 0,755) et cellules du lait/tissu des glandes mammaires (rmean = 0,75), ce qui porte à croire que le gras du lait pourrait être une source de remplacement non invasive d’ARN pour l’évaluation de l’activité des microARN dans les glandes mammaires des bovins. Les gènes cibles prédits (1 802) de 14 microARN fortement exprimés dans les fractions du lait étaient enrichis dans les fonctions cellulaires fondamentales, les infections, le développement des organes et des tissus. De plus, certains microARN étaient fortement enrichis (TFD < 0,05) dans le lactosérum (3) et les cellules (11) du lait ainsi que dans le tissu des glandes mammaires (14), ce qui porte à croire que les diverses fractions auraient des fonctions régulatrices précises. En conclusion, nous avons obtenu un profil détaillé des microARN des différentes fractions du lait avec le séquençage à haut débit. Notre analyse comparative a révélé que les microARN du gras du lait représentaient fidèlement le miRNome du tissu des glandes mammaires. L’annotation fonctionnelle des microARN les plus exprimés dans le lait a confirmé leurs rôles régulateurs essentiels dans les fonctions des glandes mammaires et éventuellement chez les consommateurs de lait.