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Figure 5.

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La gamétogenèse et l’embryogenèse au cours du cycle de la vie chez les mammifères. Les cellules germinales primordiales (PGC) proviennent des cellules épiblastiques proximales et subissent un effacement drastique de la méthylation de l’ADN et des modifications de la chromatine lors de la migration vers les crêtes génitales et lors de l’entrée. Orchestrées par l’environnement somatique gonadique, les cellules germinales s’engagent vers une destinée drastiquement différente soit mâle soit femelle en fonction du sexe génétique XX ou XY. Les cellules germinales mâles, initialement appelées spermatogonies, sont en arrêt dans le cycle cellulaire. L’établissement des profils de méthylation d’ADN spécifiques du mâle est progressif et acquis au stade spermatide. Au cours de la prophase de la méiose qui suit, l’inactivation méiotique des chromosomes sexuels X et Y est caractérisée par des événements majeurs de remodelage. Après les divisions méiotiques, les spermatides haploïdes subissent de vastes changements morphologiques et au niveau du noyau. Pour des raisons de contraintes spatiales, la chromatine du spermatozoïde doit être compactée au maximum. Dans ce but, au cours de la différenciation finale de la spermiogénèse, les histones canoniques sont largement remplacées par des protamines. Bien que la résistance au remplacement varie selon l’espèce, 1 % à 15 % chez la souris, l’humain et le bovin, les critères de remplacement sont conservés au cours de l’évolution, en faveur d’un rôle dans la transmission inter-générationnelle de l’information épigénétique. Les cellules germinales femelles entrent en prophase de la méiose chez l’embryon et ne complèteront les divisions méiotiques que sur induction hormonale dans l’ovaire adulte et par la fécondation par un spermatozoïde. Pendant la phase de croissance, les ovocytes établissent les profils de méthylation de l’ADN au niveau des gènes et des régions de contrôle de l’empreinte parentale, subissent un remodelage de la chromatine et acquièrent la compétence pour l’embryogenèse. Après la fécondation, les génomes parentaux haploïdes forment deux pronoyaux qui sont épigénétiquement distincts, ce qui reflète l’histoire des événements spécifiques de remodelage de la chromatine de la lignée germinale parentale. Les génomes paternel et maternel subissent un effacement actif et passif de méthylation de l’ADN. L’asymétrie dans les états de la chromatine des chromosomes paternels et maternels peut potentiellement réguler l’activation et la répression de l’expression de novo des gènes dans les embryons au stade pré-implantatoire et ainsi diriger l’embryogenèse. Un état latent, « en pause » (poised) épigénétique, caractérisé par la présence de marques « bivalentes » H3K4me3 et H3K27me3, au niveau du promoteur de gènes de développement, dépourvus d’expression à ces stades, est une propriété fondamentale du noyau de la lignée germinale des mammifères, conférant aux gamètes différenciés la capacité d’être prêt à « libérer », sans attendre, un programme de totipotence juste après la fécondation (d’après [39]).

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