Florent Woloszyn, Julien Sarry, Catherine Viguié, Jérôme Lluch, Stéphane Fabre, Laurence Drouilhet, Danielle Monniaux, Philippe Mulsant, Kamila Canale Tabet, Loys Bodin, Camille Mansanet, Philippe Bardou, Grégoire Harichaux, Laboratoire de Génétique Cellulaire (LGC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Physiologie de la reproduction et des comportements [Nouzilly] (PRC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut Français du Cheval et de l'Equitation [Saumur]-Université de Tours (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique (GeT-PlaGe), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Toxicologie Alimentaire (UTA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Station d'Amélioration Génétique des Animaux (SAGA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Tours-Institut Français du Cheval et de l'Equitation [Saumur]-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire de Génétique Cellulaire ( LGC ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse, Physiologie de la reproduction et des comportements [Nouzilly] ( PRC ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut Français du Cheval et de l'Equitation [Saumur]-Université de Tours-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Toxicologie Alimentaire ( UTA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Station d'Amélioration Génétique des Animaux ( SAGA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), and Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut Français du Cheval et de l'Equitation [Saumur]-Université de Tours-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Prolific sheep have proven to be a valuable model to identify genes and mutations implicated in female fertility. In the Lacaune sheep breed, large variation in litter size is genetically determined by the segregation of a fecundity major gene influencing ovulation rate, named FecL and its prolific allele FecLL. Our previous work localized FecL on sheep chromosome 11 within a locus of 1.1 Mb encompassing 20 genes. With the aim to identify the FecL gene, we developed a high throughput sequencing strategy of long-range PCR fragments spanning the locus of FecLL carrier and non-carrier ewes. Resulting informative markers defined a new 194.6 kb minimal interval. The reduced FecL locus contained only two genes, insulin-like growth factor 2 mRNA binding protein 1 (IGF2BP1) and beta-1,4-N-acetyl-galactosaminyl transferase 2 (B4GALNT2), and we identified two SNP in complete linkage disequilibrium with FecLL. B4GALNT2 appeared as the best positional and expressional candidate for FecL, since it showed an ectopic expression in the ovarian follicles of FecLL/FecLL ewes at mRNA and protein levels. In FecLL carrier ewes only, B4GALNT2 transferase activity was localized in granulosa cells and specifically glycosylated proteins were detected in granulosa cell extracts and follicular fluids. The identification of these glycoproteins by mass spectrometry revealed at least 10 proteins, including inhibin alpha and betaA subunits, as potential targets of B4GALNT2 activity. Specific ovarian protein glycosylation by B4GALNT2 is proposed as a new mechanism of ovulation rate regulation in sheep, and could contribute to open new fields of investigation to understand female infertility pathogenesis., Author Summary Prolific sheep have proven to be a valuable model to identify genes and mutations implicated in ovarian function and female fertility. Indeed, fecundity genes of the Bone Morphogenetic Protein (BMP) family discovered in sheep was evidenced as genetic candidates to explain female infertility pathologies. Studying French Lacaune sheep breed, we discovered another fecundity gene named B4GALNT2, encoding a glycosylation enzyme that is not related to the BMP family. The high prolificacy of Lacaune sheep was explained by overexpression of B4GALNT2 in the ovary leading to atypical glycosylation of inhibin, an important hormone regulating ovarian function. Our findings open promising fields of investigation to better understand female fertility disorders.