Investigating sperm RNA dynamics in intergenerational inheritance using nanopore sequencing

Abstract

The aim of this thesis is to delve into sperm RNA dynamics during maturation and paternal inheritance. To obtain an integrative multi-omics view of sperm RNA during these processes, I turned to the new direct RNA sequencing platform, nanopore sequencing, from Oxford Nanopore Technologies. This technology has the potential to capture information about the transcriptome, epitranscriptome, degradation patterns, and 3’ end and tail composition, in the full compendium of RNA biotypes, within a single sequencing run. The first half of this thesis is devoted to developing RNA modification detection and short RNA sequencing methodologies for nanopore sequencing. In the second half of this thesis, I apply these methodologies to characterise sperm RNA dynamics during maturation and upon high-fat diet perturbation. I also investigate the effect of high-fat diet timing on the intergenerational inheritance of acquired metabolic disorders with the view of identifying key intervention points.

L'objectiu d'aquesta tesi era aprofundir en les dinàmiques de l'ARN espermàtic durant la maduració i l'herència paterna. Per obtenir una visió complerta i integradora de l'ARN espermàtic durant aquests processos, vaig recórrer a la nova plataforma de seqüenciació directa d'ARN, la seqüenciació mitjançant el ús de nanopors, una tècnica desenvolupada per Oxford Nanopore Technologies. Aquesta tecnologia té el potencial de capturar informació sobre el transcriptoma, l'epitranscriptoma, els patrons de degradació, la composició de l'extrem 3' i la cua poliadelinada i; detectar tots els biotips d'ARN a la vegada en una únic experiment. La primera meitat d'aquesta tesi es dedica a desenvolupar metodologies de detecció de modificacions d'ARN i seqüenciació curta d'ARN per a ser aplicades a la seqüenciació de nanopors. En la segona meitat, aplico aquestes metodologies per caracteritzar les dinàmiques de l'ARN espermàtic durant la maduració i les induides per una dieta amb un alt contingut de greixos. També investigo l'efecte d’aquest tipus de dieta en l'herència intergeneracional dels trastorns metabòlics adquirits amb l'objectiu d'identificar els punts clau d'intervenció.