INRA GABI Génétique Animale et Biologie Intégrative
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Lait, Génome & Santé
© INRA Si la fonction "première" du parenchyme sécrétoire profond de la glande mammaire est de produire du lait, son épithélium exerce une fonction "seconde" essentiellement protectrice (contre les infections, l’inflammation, les stress cellulaires,…) mettant en jeu un certain nombre de facteurs qui vont pour partie se retrouver dans le lait et qui pourront exercer leur action sur la physiologie intestinale. Ces deux fonctions sont l’expression d’un génome dont la variabilité, structurale et fonctionnelle, aura pour effet d’induire des modifications de composition du lait, déterminant ainsi sa valeur santé puisque in fine ce lait sera consommé, en l’état ou transformé, par différentes catégories de consommateurs.
L’approche que nous avons choisie de privilégier se veut résolument transversale, intégrative et interdisciplinaire. Elle conjugue les expertises et savoir-faire des membres de l’équipe (biochimie du lait, génomique fonctionnelle, biologie moléculaire et cellulaire) et met à profit l’investissement consenti en matière d’outils collectifs partagés (pilotage de la Plateforme ICE : Iso Cell Express).
â–º Génome et fonctionnement de la cellule épithéliale mammaire : impact sur la composition du lait L’objectif est de progresser dans la connaissance des mécanismes de biosynthèse qui déterminent la qualité et les fonctionnalités du lait. Deux modèles animaux (chèvre et vache), choisis pour leur pertinence au regard des objectifs poursuivis, sont étudiés (projet ANR Genomilk fat) Chez la chèvre, le locus qui spécifie l’une des principales lactoprotéines présente un polymorphisme complexe alliant variabilités structurale et d’expression, avec des effets majeurs sur la composition du lait. Nous avons entrepris d’étudier les relations entre biosynthèse, transport et sécrétion de ces deux constituants majeurs du lait (micelles et globules gras), au sein de la cellule épithéliale mammaire en conjuguant des approches de génomique expressionnelle (transcriptome, protéomique), de biologie cellulaire, en partenariat avec l’équipe Biologie des Transports Cellulaires (unité INRA GPL) et de biochimie, pour comprendre les mécanismes sous-jacents et cerner les possibilités de découpler ces voies de biosynthèse, de façon à pouvoir intervenir sélectivement sur l’une ou sur l’autre.
S’agissant des bovins, une approche similaire est utilisée. Elle concerne principalement un polymorphisme affectant l’expression et la structure du locus DGAT1 qui spécifie une enzyme clé de la synthèse des triglycérides.
â–º Génome et résistance aux infections mammaires
Cette étude conduite en partenariat avec des équipes INRA de Nouzilly (IASP) et de Toulouse (SAGA) et une équipe de l’ENV Toulouse vise à identifier des marqueurs précoces de l’infection mammaire et à mettre en évidence d’éventuels facteurs de résistance, utilisables en sélection (programmes ANR GENOMA 1 et 2). Nous avons identifié des protéines présentant une évolution différente. Une nouvelle expérimentation a été mise en place de façon à simuler les mammites sub-cliniques et à confirmer la capacité le tissu mammaire à produire ces protéines en réponse à une infection. L’une d’entre elles, la Sérum Amyloide A3, serait présente en grande quantité dans le colostrum ce qui a conduit à formuler l’hypothèse que l’une de ses isoformes pourrait également « protéger » l’épithélium intestinal du jeune. â–º Génome et interactions lait - intestin
Conduit en collaboration avec l’UMR Génétique moléculaire et cellulaire (ENVA), ce projet repose sur la caractérisation d’une lignée de souris consanguines qui présentent un allongement de leur intestin de près de 30% relativement aux souris de lignées classiques. Ce caractère est multigénique et soumis à un fort effet maternel. La mise en oeuvre d’approches protéomiques différentielles permet d’identifier les facteurs protéiques dont la structure ou l’expression varie entre le lait des souris consanguines et le lait de souris témoins. Les protéines identifiées chez la souris sont ensuite recherchées dans le lait des ruminants, ainsi qu’un éventuel polymorphisme affectant l’expression ou la structure de ces protéines orthologues. Dans le cadre des projets MilkyMouse et Minin Mouse (ANR, ALIA). Ces travaux sont conduits en partenariat avec une équipe de MICALIS (ex-UEPSD) et une équipe allemande. Ils bénéficient du soutien de l’interprofession laitière CNIEL, APIS-GENE. â–º Perspectives sur la valeur santé du lait
Tout en conservant son caractère systématique, notre champ thématique s’est élargi pour s’orienter vers l’étude des effets du génome sur la composition du lait et sur sa valeur santé. Ce thème «Génome, Lait & Santé » est le dénominateur commun des grands programmes, soutenus par l’ANR et/ou l’interprofession, par l’Europe, auxquels notre équipe participe depuis 2003. Il est au centre des objectifs affichés par l’IMGC (International Milk Genomics Consortium) auquel l’INRA et le CNIEL ont adhéré comme la plupart des organismes de recherche agronomique et les interprofessions laitières des principaux pays producteurs de lait (USA, Australie, Nouvelle Zélande, Canada, Pays Bas, Irlande, …). On perçoit bien, au travers des résultats produits par notre équipe, et en particulier ceux issus des études conduites sur le lait de souris et des programmes « Genoma » et « Genomilk Fat », que ses travaux s’orientent de plus en plus vers la recherche et la caractérisation de molécules bioactives dans le lait, en explorant la variabilité génétique naturelle au moyen des outils de la génomique. La composante "flore intestinale" est prise également prise en compte. Le contexte Jovacien et les différentes actions menées en partenariat avec nos collègues de l’UEPSD (« Mini Mouse », metaprotéome du microbiote intestinal), le savoir-faire acquis et développé en matière d’analyse expressionnelle et le développement d’outils méthodologiques tels que la microdissection laser constituent autant d’atouts et d’opportunités favorables à l’essor de notre projet.
â–º Pilotage de la plateforme de microgénomique expressionnelle « Iso Cell Express » (ICE)
La plateforme ICE est une structure ouverte aux laboratoires publics ou privés dont les missions sont, outre la mise à disposition d’équipements mutualisés, de faciliter les processus d’apprentissage, les transferts de compétences et l’échange de savoir-faire. Au cours des 4 années écoulées, ce sont plus de 70 utilisateurs représentant une vingtaine d’équipes de recherche de 6 départements INRA différents et d’unités CNRS et INSERM, qui ont été accueillis et formées par l’équipe de la plateforme. Les équipements disponibles permettent de réaliser des expérimentations allant de l’extraction des acides nucléiques ou des protéines à la validation des différentiels identifiés par des approches transcriptomiques : microarrays, PCR quantitative, séquençage de banques SAGE, ou protéomiques : analyse multiplexée de gels d’électrophorèse 2D, extraction automatisée des spots de protéines. En interaction avec les autres plateformes du site, notamment le CRB et PAPPSO, ICE assure une veille technologique et focalise à présent ses efforts sur l’analyse du génome et de son expression à l’échelle de la cellule. Pour ce faire, nous avons acquis un équipement de microdissection laser.
La plateforme ICE est aujourd’hui reconnue, impliquée dans de nombreux programmes et s’est adaptée à l’évolution des technologies. L’équipe de recherche sur laquelle elle s’appuie s’est organisée pour rassembler les forces nécessaires sur les nouvelles approches et proposer ainsi une solution globale intégrée pour relever le défi de la microgénomique fonctionnelle.
Rédaction :
P. Martin - Edition : P. Huan
Date de création : 10 Février 2010 Mise à jour : 01 Septembre 2011 |