Differences in maternal diet fiber content influence patterns of gene expression and chromatin accessibility in fetuses and piglets
2024
Chalabi, Smahane | Loonen, Linda | Boekhorst, Jos | Li, Houcheng | Fang, Lingzhao | Harrison, Peter, W | Lakhal, Wassim | Lluch, Jerome | Sokolov, Alexey | Djebali, Sarah | Rau, Andrea | Giuffra, Elisabetta | Wells, Jerry | MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS) ; AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR) | Aarhus University [Aarhus] | European Bioinformatics Institute [Hinxton] (EMBL-EBI) ; EMBL Heidelberg | diagenode | Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique (GeT-PlaGe) ; Plateforme Génome & Transcriptome (GET) ; Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Ingénierie Radioprotection Sûreté Démantèlement (IRSD) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Génétique Animale et Biologie Intégrative (GABI) ; AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
This study investigates the impact of maternal gestation diets with varying fiber contents on gene expression and chromatin accessibility in fetuses and piglets fed a low fiber diet post weaning. High-fiber maternal diets, enriched with sugar beet pulp or pea internal fiber, were compared to a low-fiber maternal diet to evaluate their effects on liver and muscle tissues. The findings demonstrate that maternal highfiber diets significantly alter the chromatin accessibility, predicted transcription factor activity and transcriptional landscape in both fetuses and piglets. A gene set enrichment analysis revealed overexpression of gene ontology terms related to metabolic processes and under-expression of those linked to immune responses in piglets from sows given the high-fiber diets during gestation. This suggests better metabolic health and immune tolerance of the fetus and offspring, in line with the documented epigenetic effects of short chain fatty acids on immune and metabolic pathways. A deconvolution analysis of the bulk RNA-seq data was performed using cell-type specific markers from a single cell transcriptome atlas of adult pigs. These results confirmed that the transcriptomic and chromatin accessibility data do not reflect different cell type compositions between maternal diet groups but rather phenotypic changes triggered by the critical role of maternal nutrition in shaping the epigenetic and transcriptional environment of fetus and offspring. Our findings have implications for improving animal health and productivity as well as broader implications for human health, suggesting that optimizing maternal diet with high-fiber content could enhance metabolic health and immune function in the formative years after birth and potentially to adulthood.
Показать больше [+] Меньше [-]Ключевые слова АГРОВОК
Библиографическая информация
Эту запись предоставил Institut national de la recherche agronomique