Mots-Clés
Méthylation de l’ADN
modèles mixtes
grande dimension
programmation en R
Description
Modélisation de la transmission intergénérationnelle de la méthylation de l’ADN spermatique chez le bovin
Contexte
Les taureaux reproducteurs sont sélectionnés sur la base de leur patrimoine génétique, et la diffusion de leur semence par l’insémination artificielle a permis une amélioration considérable des performances des bovins laitiers en quelques décennies. Une grande part de la variance phénotypique reste toutefois inexpliquée par des facteurs génétiques et pourrait reposer sur des mécanismes épigénétiques, qui traduisent la réponse du génome à des variations environnementales. Si des exemples de transmission épigénétique par la voie paternelle ont été décrits chez les espèces modèles, ce phénomène est mal documenté chez le bovin. Le stage s’intéresse à la méthylation de l’ADN qui est le mécanisme épigénétique le plus étudié.
L’objectif du stage est l’identification de patrons de méthylation spermatiques transmis à la génération suivante par le développement de modèles statistiques et l’analyse d’un jeu de données de grande dimension, qui s’intéresse à la transmission épigénétique père – fille en race Holstein. D’une envergure exceptionnelle, il comprend des données de méthylation spermatique acquises sur 500 taureaux (RRBS) et des données de méthylation sanguine obtenues sur 5000 filles adultes à l’aide d’une puce de méthylation. La transmission de la méthylation sera examinée au niveau de 15 000 positions génomiques couvertes par les deux méthodes (RRBS et puce).
Méthodologie
• Développement de modèles de transmission père–descendance : pour chaque CpG, modélisation de la méthylation des filles en fonction de celle de leur père. Plusieurs stratégies seront développées et comparées :
o régression sur la méthylation moyenne des filles par père, avec pondération selon la précision de cette moyenne ;
o modèles mixtes/hiérarchiques, intégrant explicitement la structure familiale et les covariables biologiques ou techniques.
o Extension à la grande dimension : application aux ~15 000 CpG, contrôle du FDR et exploration d’approches Empirical Bayes pour améliorer l’inférence en empruntant de l’information entre CpG
• Évaluation des modèles par simulation : comparaison des approches selon différents scénarios de transmission et structures familiales (nombre de filles par père, corrélation intra-famille), en termes de biais, erreur de type I et puissance.
• Identification et interprétation des profils de méthylation présentant les associations père–descendance les plus robustes.
Profil recherché
Le ou la candidat.e aura un goût pour l’analyse de données biologiques, de bonnes connaissances en statistique et en programmation en R.
Environnement et encadrement
Le stage se déroulera à l’INRAE de Jouy-en-Josas dans un environnement pluridisciplinaire combinant biologie, biostatistique, bioinformatique et épigénétique, à travers un co-encadrement entre les unités BREED (Epigénétique et Biologie de la reproduction), GABI (Génétique Animale et Biologie Intégrative) et MaIAGE (Mathématique et Modélisation), et un partenariat privilégié avec la fédération Eliance et l’UMT eBIS.
Les encadrants à contacter sont :
- Nom, Prénom : Hélène KIEFER (BREED) / Florence JAFFREZIC (GABI) / Gildas MAZO (MaIAGE)
- Coordonnées : helene.kiefer@inrae.fr ; florence.jaffrezic@inrae.fr ; gildas.mazo@inrae.fr
Stage de 6 mois (Master 2)
Rémunération : indemnité de stage (environ 630 € nets/mois + remboursement frais carte Navigo).