Pourquoi l’élevage doit sans attendre s’emparer de la génomique

Magazine / 21.03.2020

Pourquoi l’élevage doit sans attendre s’emparer de la génomique

Par Hubert de Rochambeau

En octobre 1943, Jean Trarieux, chroniqueur hippique au Figaro, constate que « la vie est au point mort, et l’hygiène me recommande de trouver un dérivatif aux loisirs de l’occupation… C’est le moment ou jamais de se réfugier dans le passé… De là ce livre, qui m’a été d’un précieux secours personnel ». Ce livre s’intitule Journal d’un homme de courses (1900-1945) et il reste pour moi la référence en matière de chroniques hippiques.

Je me propose de suivre le conseil de Jean Trarieux, mais en me réfugiant dans l’avenir. Le premier article traitera de la génomique. Cet article s’inscrit dans la suite des papiers publiés l’été dernier dans Jour de Galop. Il présente le point de vue d’un généticien quantitatif qui propose des idées et des outils pour les éleveurs. Je lirai avec intérêt les commentaires que cet article suscitera.

La génomique, une réalité commerciale. Dans un éditorial daté du mardi 20 février 2019, Jour de Galop s’inquiétait de la menace que faisait peser la génomique sur les éleveurs. Le même jour, Thoroughbred Daily News proposait une interview de la généticienne irlandaise Emmeline Hill. Elle est aussi directrice scientifique de la société Plusvital, qui commercialise des analyses génomiques. Il m’a paru intéressant d’analyser cette interview, d’écouter le podcast qui la complète et de lire la documentation commerciale de Plusvital (https://www.plusvital.com/equine-genetics/). Les données reprises dans cette tribune sont issues de ces trois sources, ainsi que d’autres publications sur le même sujet. Elles n’ont pas fait l’objet de vérifications comme dans le cas d’une publication scientifique. Par contre, elles sont cohérentes avec ce que je sais de la génétique et de la génomique. Les propos d’Emmeline Hill sont très clairs et je conseille aux lecteurs de Jour de Galop de la lire ou de l’écouter. Elle ne parle pas de projets spéculatifs mais de tests que les éleveurs peuvent acheter.

Génome, cartographie génétique, gènes et marqueurs. Il y a quelques années, un consortium international a séquencé le génome du cheval. Nous avons donc accès à la séquence de l’ADN des 23 chromosomes de cette espèce. Cette séquence permet de réaliser une cartographie génétique qui positionne l’ensemble des gènes d’un individu sur les différents chromosomes. Si je connais l’emplacement d’un gène, c’est-à-dire son locus, je peux aussi étudier les différentes formes que prend ce gène. Ces formes sont des allèles. Pour prendre un exemple simple chez l’homme, je saurai si une personne a le « gène des yeux bleus » ou celui des « yeux marrons ».

En analysant cette séquence dans une population, les généticiens ont découvert qu’en un locus donné il existait différentes formes. On parle alors de marqueurs. Les marqueurs n’ont pas de signification biologique connue mais ils permettent de distinguer deux individus. Le développement rapide des technologies de séquençage du génome permet d’avoir accès à un nombre très important de marqueurs et cela pour des coûts très raisonnables. 

Pour illustrer l’intérêt de la connaissance d’un gène pour un éleveur, je prendrai l’exemple du « gène de la vitesse ». Ensuite, pour montrer l’intérêt des marqueurs, j’expliquerai comment ils permettent de calculer une valeur génomique. Enfin, je reviendrai sur l’étude de la consanguinité chez le pur-sang à partir des marqueurs.

Le « gène de la vitesse ». Le gène de la myostatine contrôle le développement musculaire dans de nombreuses espèces. Il est présent chez le cheval sous deux formes alléliques : C et T. 90 % des chevaux de génotype CC ont réalisé leurs meilleures performances sur une distance inférieure à 1.600m. À l’opposé, 81 % des chevaux de génotype TT ont réalisé leurs meilleures performances sur une distance supérieure à 2.000m. Les chevaux de génotype CT se sont illustrés sur des distances intermédiaires.

Si je croise un étalon de génotype CT avec une jument CT, 25 % de la descendance sera CC, 50 % sera CT et 25 % TT. La réalisation du test fournit à l’éleveur et aussi à l’entraîneur une première estimation des aptitudes du produit en termes de vitesse et de tenue. Cette information est utile pour programmer l’entraînement ; elle devra bien sûr être vérifiée puisque ce gène ne contrôle qu’une partie de la variabilité. Certains diront que cette information est inutile et que les entraîneurs savent estimer la distance optimale de chacun de leurs partenaires. Ce n’est pas toujours le cas, et John Gosden a eu l’honnêteté de reconnaître qu’il s’était trompé au sujet de Too Darn Hot (Dubawi) en l’alignant au départ des Dante Stakes sur 2.100m.

Parmi les utilisateurs de ce test, il faut citer Jim Bolger, le grand entraîneur irlandais. Plusvital commercialise aujourd’hui un test plus précis en ajoutant l’information d’un jeu de marqueurs à celle apportée par le gène de la myostatine. Tous les éleveurs ont observé qu’un sprinter donnait des sprinters mais aussi des chevaux de distance moyenne. Ce test permet d’estimer cette aptitude sur un foal, sur un yearling ou sur une poulinière qui n’a pas couru.

La valeur génomique. Voyons maintenant comment la connaissance d’un échantillon de marqueurs permet d’estimer une valeur génomique. Un marqueur est un endroit du génome où il existe plusieurs allèles. Supposons qu’il y en ait deux que je nommerai A et B. Supposons maintenant que j’analyse ce marqueur sur une population de 4.000 chevaux dont je connais les performances. Je peux alors regarder si les chevaux qui ont l’allèle A ont de meilleures performances que ceux qui ont l’allèle B. Si je répète cette analyse sur un grand nombre de marqueurs, il est alors possible de répartir les chevaux en catégories selon leur valeur génomique estimée.

Dans l’exemple présenté dans la brochure commerciale de Plusvital, 8 % des chevaux sont dans la catégorie 1+ et ils ont les meilleures valeurs ; 12 % sont dans la catégorie 1, 30 % dans les catégories 2 et 3, et 20 % dans la catégorie 4. Dans l’échantillon analysé, il y a 5 % de chevaux black types. Ce pourcentage s’élève à 10,5 % pour la catégorie 1+ ; à 7,8 % pour la catégorie 1, à 5,8 % pour la catégorie 2, à 4,5 % pour la catégorie 3 et à 4 % pour la catégorie 4.

Comme le fait remarquer Emmeline Hill, un éleveur cherche à prévoir la valeur d’un cheval en analysant son pedigree et en observant son modèle. Ce test apporte des informations complémentaires, et cela dès la naissance. Ce test génomique analyse ce qui s’est passé lors de la conception du cheval. Rappelons que, lors de la fécondation, un cheval reçoit la moitié des gènes de son père et l’autre moitié de sa mère. En analysant les marqueurs qu’il a reçus, on estime le pourcentage de « bons » et de « mauvais » gènes que lui ont transmis ses parents.

Pour l’instant, la précision de l’estimation de ces valeurs génomiques est faible. Un cheval de la catégorie 1+ a deux fois plus de chances d’être black type qu’un cheval de la catégorie 4. Cette précision va s’accroître dans les prochaines années ; plus le test sera utilisé, plus la taille de l’échantillon de référence augmentera et cela se traduira par une meilleure précision.

Dans sa brochure commerciale, Plusvital propose un test pour prédire la précocité, l’aptitude au dirt. L’analyse des marqueurs permet aussi de mesurer le coefficient de consanguinité ou de prédire la taille adulte.

La consanguinité. Le récent article d’Emmeline Hill au sujet de la consanguinité chez le pur-sang a été évoqué dans Jour de Galop le 3 février dernier. Je voudrais revenir sur ce document pour aborder d’autres points. Cet article étudie un échantillon de plus de 10.000 pur-sang, dont 305 étalons importants. Il utilise un nombre important de marqueurs.

Ces marqueurs fournissent tout d’abord une vision objective de la diversité génétique au niveau mondial basée sur l’étude de ces 305 étalons. La population se structure autour de trois sous populations : une sous-population d’Amérique du Nord autour d’AP Indy (Seattle Slew), une sous-population en Australie et en Nouvelle-Zélande autour de Danehill (Danzig) et une sous-population européenne autour de Sadler’s Wells (Northern Dancer) et Galileo (Sadler’s Wells). Ces sous-populations sont chevauchantes avec de larges plages de recouvrement. Le Japon est au milieu de ces trois sous-populations. Cette vision objective confirme donc l’existence de trois pôles dominants qui échangent des gènes. Le Japon achète partout et ne constitue pas un quatrième pôle.

Ces marqueurs confirment ensuite que la consanguinité de la population mondiale augmente régulièrement chaque année. Cette observation ne repose pas sur une analyse des pedigrees mais sur l’observation des marqueurs. C’est donc une réalité biologique.

Trois observations complémentaires indiquent que cette augmentation n’est pas inquiétante. (I) La population est grande ; il existe au niveau mondial plus de 7.000 étalons et 140.000 poulinières ; (II) les effets délétères de la consanguinité sont sans doute contrebalancés par la sélection ; (III) l’effectif génétique de la population mondiale est estimé à 330, ce qui est élevé. À titre de comparaison, l’effectif génétique des populations mondiales de bovins laitiers est inférieur à 100. Remarquons à ce sujet que le nombre de descendants des taureaux les plus utilisés se compte en millions. Le nombre maximum de descendants d’un étalon reste donc faible et il inutile de limiter autoritairement ce nombre pour des raisons génétiques. Nous reviendrons sur ce sujet dans une prochaine tribune.

L’étude des marqueurs permet aussi d’identifier les zones du génome sur lesquelles la sélection a agi. En comparant le pur-sang avec d’autres races de chevaux, cette étude montre que, dans les zones impactées par la sélection, on trouve des gènes qui contrôlent le comportement, et donc la capacité à interagir avec l’homme et à s’adapter à l’entraînement et aux courses. Comme attendu, il y a aussi des zones avec des gènes qui contrôlent le développement musculaire et le développement squelettique.

Conclusion. Les chercheurs français à l’image d’Anne Ricard (IFCE-INRA) maîtrisent ces méthodes au moins aussi bien que leurs homologues irlandais. L’élevage français peut-il se priver de ces outils au moment où ses concurrents étrangers les utilisent ?

Parmi la multiplicité des sujets possibles, j’en proposerai un : utiliser les marqueurs génétiques pour évaluer l’aptitude à l’obstacle des étalons sans attendre que leurs premiers produits paraissent sur les pistes.