Biparental haploid cells to generate genomically designed offspring

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In natural selection, differential fitness relies on the chromosomal shuffling during meiosis that enables the production of haploid gametes that are genetically different. However, meiotic-induced genetic variability can be an economic burden to the animal breeding industry since offspring often do not inherit the most desirable genes from their parents. Although genomic markers are currently being used to identify superior offspring at birth or even sooner, animals or embryos are frequently culled for not inheriting the best genes from their parents. This project is aimed at eliminating meiotic uncertainty from cattle breeding programs by determining the genomic value of both parental gametes before fertilization. Oocyte and sperm-derived haploid cells will be produced and analyzed to identify those carrying a superior genome to generate offspring. The project proposal is divided into 3 objectives: (1) Optimize the production of genomically characterized bovine haploid parthenogenetic (oocyte-derived) embryonic cells for use in diploidizations; (2) Develop protocols to multiply embryonic cell lines for obtaining unlimited quantities of haploid cells for diploidization; (3) Use genomically characterized andro- and parthenogenetic haploid cells to derive diploid embryos and viable offspring with biparental predetermined genomes. The proposal is financially and scientifically supported by SEMEX, a major industrial player in cattle genetics in Canada and internationally. The ability to predetermine the genome of offspring derived from genetically superior parents will provide SEMEX with a unique technical platform to incorporate into their selection programs and provide a considerable competitive advantage worldwide. Moreover, state-of-the-art scientific and technical exchanges between a postdoctoral fellow, a PhD student and SEMEX's research team is expected to contribute significantly to training of HQP in areas in high demand for Canada.#(cr)#(lf)Dans la sélection naturelle, la capacité de survie des descendants (« fitness ») repose sur le brassage chromosomique pendant la méiose qui permet la production de gamètes haploïdes qui sont génétiquement différents. Cependant, cette variabilité génétique induite par la méiose peut être un fardeau économique pour l'industrie animale parce que la progéniture souvent n'hérite des gènes les plus désirables de leurs parents. Même si l'industrie peut présentement identifier les progénitures supérieures par des marqueurs génomiques à la naissance ou même plus tôt, les nouveau-nés et/ou embryons sont souvent éliminés pour ne pas avoir hérités des meilleurs gènes de leurs parents. Ce projet vise à éliminer l'incertitude causée par la méiose dans les programmes de sélection génétique bovine en déterminant la valeur génomique des deux gamètes parentaux avant la fécondation. Des cellules haploïdes dérivées d'ovocytes et de sperme seront produites et analysées afin d'identifier ceux qui portent un génome supérieur avant de générer la progéniture. Le projet est divisé en 3 objectifs: (1) Optimiser la production de cellules embryonnaires parthénogénétiques haploïdes bovines (dérivées des ovocytes) a être utilisées dans des diploïdisations; (2) Développer des protocoles pour multiplier les lignées cellulaires embryonnaires afin d'obtenir des quantités illimitées de cellules haploïdes pour la diploïdisation; (3) Utiliser des cellules haploïdes andro- et parthénogénétiques caractérisées génomiquement pour dériver des embryons diploïdes et des progénitures viables avec des génomes biparentaux prédéterminés. Cette proposition apporte le support financier et scientifique de SEMEX, un acteur industriel majeur dans la génétique bovine au Canada et à l'étranger. La capacité de prédéterminer le génome de la descendance provenant des parents génétiquement supérieurs fournira SEMEX avec une plate-forme technique unique à incorporer dans leurs programmes de sélection et le donnera un avantage concurrentiel con