Exploring the maternal inheritance transmitted by the oocyte to its progeny.

ABSTRACT

Fertility is declining worldwide and many couples are turning towards assisted reproductive technologies (ART) to conceive babies. Organisms that propagate via sexual reproduction often come from the fusion between two gametes, an oocyte and a sperm, whose qualities seem to be decreasing in the human species. Interestingly, while the sperm mostly transmits its haploid genome, the oocyte transmits not only its haploid set of chromosomes but also its huge cytoplasm to its progeny. This is what can be defined as the maternal inheritance composed of chromosomes, organelles, lipids, metabolites, proteins and RNAs. To decipher the decline in oocyte quality, it is essential to explore the nature of the maternal inheritance, and therefore study the last stages of murine oogenesis, namely the end of oocyte growth followed by the two meiotic divisions. These divisions are extremely asymmetric in terms of the size of the daughter cells, allowing to preserve the maternal inheritance accumulated during oocyte growth within these huge cells to support early embryo development. Studies performed in Marie-Hélène Verlhac's lab have allowed to discover the unprecedented impact of original acto-myosin based mechanisms in the constitution as well as the preservation of this maternal inheritance and the consequences when these processes go awry.

La fécondité diminue mondialement et de nombreux couples se tournent vers les techniques de procréation médicalement assistée (PMA) pour concevoir des bébés. Les organismes se propageant par reproduction sexuée sont souvent issus de la fusion de deux gamètes, un ovocyte et un spermatozoïde, dont les qualités semblent diminuer dans l'espèce humaine. Si le spermatozoïde transmet principalement son génome haploïde, l'ovocyte transmet à sa progéniture non seulement son lot haploïde de chromosomes, mais aussi son immense cytoplasme. C'est ce que l'on peut définir comme l'héritage maternel, composé de chromosomes, d'organelles, de lipides, de métabolites, de protéines et d'ARNs. Pour comprendre la baisse de qualité des ovocytes, il est essentiel d'explorer la nature de cet héritage maternel, et donc d'étudier les dernières étapes de l'ovogenèse murine, à savoir la fin de la croissance ovocytaire suivie des deux divisions méiotiques. Ces divisions sont extrêmement asymétriques par la taille des cellules filles engendrées, ce qui permet de préserver l'héritage maternel accumulé pendant la croissance de cette énorme cellule, l'ovocyte, pour soutenir le développement précoce de l'embryon. Les études menées dans le laboratoire de Marie-Hélène Verlhac ont permis de découvrir l'impact sans précédent de mécanismes originaux dépendant de l'acto-myosine dans la constitution et la préservation de cet héritage maternel, ainsi que les conséquences des erreurs dans ces processus.