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guylain

Guylain Boissonneault, Ph.D.

Professeur Titulaire

Université de Sherbrooke

Département de biochimie

Faculté de médecine et des sciences de la santé Université de Sherbrooke

3201 rue Jean Mignault

Sherbrooke (Québec)

J1E 4K8 Canada

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Phone: 819 564-8000 ext. 75443

cell: 819-620-2146

 

Intérêts de recherche:

  • Instabilité génétique du gamète mâle haploïde

Sommaire des résultats:

  • La majorité des mutations de novo sont transmises par l'homme à la génération suivante. Notre groupe a démontré que des cassures bicaténaires transitoires de l'ADN se forment dans l'ensemble des spermatides et que dans ce contexte haploïde, les mécanismes de réparation disponibles devraient introduire des mutations aux sites de cassures. Nous produisons la toute première cartographie à l’échelle génomique de ces cassures et investiguons le potentiel mutagène à ces sites ce qui pourrait expliquer une partie importante du nouveau polymorphisme génétique introduit par le mâle. Nous avons confirmé l’instabilité génétique des étapes de remodelage de la chromatine du spermatide en observant l’élongation de répétitions trinucléotidiques présentes dans le gène de la maladie de Huntington. Nos recherches tentent de comprendre également le mécanisme de l’hyperacétylation des histones associés au remodelage et l’implication possible de facteurs mitochondriaux dans ce processus.

 

Projets de recherche en cours:

L’intégrité génétique des gamètes mâles et femelles doit assurer la transmission fidèle de l’information génétique d’une génération à l’autre. Des données récentes de la littérature suggèrent que la transmission de mutations ponctuelles et de réarrangements chromosomiques ont une origine préférentiellement paternelle. Bien que la méiose constitue une source bien connue d’instabilité génétique, nos activités de recherche des quatre dernières années s’intéressent principalement à la phase haploïde de la spermatogenèse. Cette dernière est en effet caractérisée par un remodelage complet de la chromatine et notre hypothèse est que cette transition constitue source majeure d’instabilité et de sensibilité génétique jusque là insoupçonnée des biologistes de la reproduction. Dans un premier temps, nous avons démontré que les spermatides en élongation présentent des cassures transitoires de l’ADN qui font ainsi partie intégrante du programme de différentiation de ces cellules. Ces cassures pourraient favoriser le changement de topologie de l’ADN caractérisant cette transition. Nous avons également établi par différentes approches que ces cassures sont principalement de type bicaténaire. Le caractère haploïde du spermatide, donc l’absence de chromatides soeurs, implique que la réparation de ces cassures bicaténaires ne puisse s’effectuer par la recombinaison homologue mais bien par un mécanisme apparenté à la jonction non-homologue (NHEJ). La réparation par la NHEJ est reconnue pour être beaucoup moins fidèle. Ainsi, la transition de la structure chromatinienne du spermatide pourrait être intrinsèquement mutagène engendrant une dérive génétique trans-générationnelle sans nécessiter l’action d’agents génotoxiques. Notre démarche vise présentement à déterminer l’origine de la fragmentation transitoire de l’ADN des spermatides, la distribution des cassures dans le génome haploïde, le mécanisme de réparation impliqué, le potentiel mutagène ainsi que la sensibilité de cette transition à certains agents génotoxiques. L’hyperacétylation massive des histones durant le remodelage chromatinien semble être un prérequis pour la formation de cassures et nous avons identifié une histone acétyltransférase à large spectre pouvant jouer ce rôle. Nous avons mis au point une technique permettant la cartographie de cassures d’un génome complet applicable aux spermatides pour l’identification de site préférentiel de cassures (hotspots) et sommes à développer une méthode pouvant démontrer la présence de mutations subtiles acquises lors de la spermiogenèse. Nos résultats d’immunofluorescence confirment la présence d’un système de réparation compatible avec le NHEJ et donc sujet à l’erreur. Cette démarche nous permettra possiblement d’établir que cette étape sensible pourrait s’ajouter aux déterminants de la diversité génétique ayant des conséquences évolutives importantes.

 

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Membres du laboratoire:

Nom

Position

Adresse courriel

Marie-Chantal Gregoire

Ph.D.

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Olivier Simard

Ph.D.

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Julien Massonneau

M.Sc.

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Anne Gouraud

Ph.D.

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Marc-André Brazeau

M.Sc.

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Liste de publications:

Gilbert, I., Bissonnette, N., Boissonneault, G., Vallee, M. and Robert C. A molecular analysis of the mRNA population in bovine spermatozoa. Reproduction, 133:1073-1086, 2007.

Leduc, F., Maquennehan, V., Bikond-Nkoma, G. and Boissonneault, G. DNA damage response during chromatin remodeling in elongating spermatids. Biology of Reproduction, 78: 324-332, 2008.

Leduc, F. Bikond-Nkoma, G. and Boissonneault, G. Spermiogenesis and DNA repair: A possible etiology of human infertility and genetic disorders. Systems Biology in Reproductive Medicine 54:3-10, 2008.

Bissonnette, N., Lévesque-Sergerie, J.P. and Boissonneault, G. Spermatozoal transcriptome profile as marker for bull fertility and sperm motility: A potential tool to evaluate semen quality. Reproduction, 138: 65-80, 2009.

Bikond-Nkoma, G., Leduc, F., Jaouad, L., and Boissonneault, G. Histone acetylation and DNA strand breaks in mouse elongating spermatids using a dual electron microscopy labeling approach. Andrologia, 42: 322-5, 2010.

Johnson, G.D., Lalancette, C, Linnemann, A., Leduc, F., Boissonneault, G, and Krawetz, S.A. The sperm nucleus: chromatin, RNA and the nuclear matrix. Reproduction. 141:21-36, 2011.

Leduc F, Faucher D, Bikond Nkoma G, Grégoire MC, Arguin M, Wellinger RJ, Boissonneault G., Genome-wide mapping of DNA strand breaks, PLoS One 6(2):e17353, 2011.

Boissonneault G. The genetic of sperm. International Innovation Report (Interview) 19:82-84, 2012.

Grégoire M.-C., Massonneau J. Simard O., Gouraud A., Brazeau M.-A., Arguin, M., Leduc, F. Boissonneault, G. Male-driven de novo mutations in haploid cells. Molecular Human Reproduction, 19(8):495-499, 2013.

Gouraud A., Brazeau M.-A., Grégoire M.-C., Simard O., Massonneau J., Arguin, M., Boissonneault G. Breaking news from spermatids. Basic and Clinical Andrology, 23:11, 2013.

 

Submitted refereed papers

Simard O., Grégoire M.-C, Brazeau, M.-A., Leduc, F., Marois, I., Richter, M., and Boissonneault, G. Genetic instability of the chromatin remodeling in spermatids. Nature Communications (Molecular Human Reproduction Submitted,) (CIHR-MOP93781)

Massonneau J., Arguin M., Grégoire M.-C., Dambreville C. and Boissonneault G. Quantitative determination of DNA 3’OH by qTUNEL. (DNA Repair Submitted) (CIHR-MOP93781)

 

Book chapters 

Grégoire M-C*, Leduc F*, Boissonneault G. Spermiogenesis in sperm genetic integrity. In : Sperm Chromatin: Biological and Clinical Application in Male Infertility and Assisted Reproduction. Humana Press. Co-editors : Dr Ashock Agarwal and Dr Armand Zini (2011).

Frédéric Leduc, Geneviève Acteau, Marie-Chantal Grégoire, Olivier Simard, Jessica Leroux, Audrey Carrier-Leclerc, Mélina Arguin and Guylain Boissonneault. Post-meiotic DNA damage and response in male germ cells In: DNA Repair/Book 4. INTECH open access publisher (2011).