approche multi-espèces

TITRE : Variabilité individuelle de paramètres biophysiques des membranes des
spermatozoïdes : approche multi-espèces.
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1) Contexte scientifique de la demande et objectif
Bien que plusieurs compartiments cellulaires soient affectés lors de la conservation du
sperme, in vivo dans les voies génitales du mâle et de la femelle et in vitro aussi bien à l’état
liquide que congelé, nos travaux et ceux de nombreux auteurs, convergent vers l'idée que les
altérations ont pour cible privilégiée les membranes des spermatozoïdes. Les membranes sont
effectivement très sollicitées au cours de la conservation. Elles doivent résister à des
contraintes thermiques, chimiques et mécaniques qui influent en particulier sur leur
perméabilité et sur leur fluidité. Il est couramment décrit que les spermatozoïdes présentent
des aptitudes très variables à la conservation, qu’il s’agisse de comparaisons interspécifiques,
entre mâles d’une même espèce et entre éjaculats d’un même mâle. L’hypothèse d’un lien
entre cette variabilité et la variabilité de l’aptitude de la membrane à résister aux contraintes
imposées par la conservation doit être posée.
Les informations sur les paramètres biophysiques de la membrane sont actuellement
parcellaires et difficilement comparables d’une étude à l’autre, y compris entre nos différents
laboratoires. Cependant elles pourraient constituer un indicateur pertinent de la plasticité de
la membrane. En effet, nos différentes équipes ont obtenu des résultats préliminaires
(Blesbois et al., 2005, Leboeuf et al., soumis) qui laissent envisager que les paramètres
biophysiques de la membrane peuvent être de bons indicateurs de l’aptitude des
spermatozoïdes à la conservation in vitro, mais que la fiabilité de cet indicateur dépend des
espèces.
L’objectif de ce projet est donc de décrire, dans des conditions expérimentales
identiques, les paramètres biophysiques membranaires des spermatozoïdes d’espèces
appartenant à 4 grands groupes animaux, les mammifères, oiseaux, poissons et insectes, afin
1) d’estimer dans des conditions standardisées la nature des effets « genre » et « espèce », et
2) d’évaluer l’amplitude de la variabilité de ces paramètres entre mâles et entre éjaculats au
sein de chaque espèce. Outre leur originalité dans un contexte de biologie comparée, ces
travaux permettront de définir si les paramètres biophysiques de la membrane sont
suffisamment variables dans une espèce donnée pour envisager de les mettre en relation avec
l’aptitude à la conservation du sperme.
2) Plan de travail
Les espèces retenues sont, chez les mammifères : le bouc, l’étalon, le verrat ; chez les
poissons : la truite arc en ciel ; chez les oiseaux : le coq, chez les insectes : les hyménoptères
parasitoïdes. Les spermatozoïdes de chaque espèce se distinguent par leur morphologie, leur
biologie et leur aptitude à la conservation, autant d’informations qui seront mises en relation
avec les résultats obtenus. L’originalité du modèle insecte, inclus dans le projet, réside dans le
fait que chaque spermatozoïde est fécondant, modèle de choix dans la description d’une
qualité et viabilité optimales (Chevrier et Bressac, 2002 ; Damiens et al., 2002).
Nous envisageons d’évaluer 2 paramètres : 1) la résistance des membranes à une
gamme de pression osmotique, épreuve qui rend compte à la fois de la résistance mécanique
des membranes et de leur perméabilité à l’eau et 2) le profil d’évolution de la fluidité
membranaire en fonction de la température.
Chez les insectes ces mesures se feront après dégradation contrôlée puis restauration de
l’intégrité des membranes.
Références :
Blesbois, E., Grasseau, I., Seigneurin, F. 2005. Membrane fluidity and the ability to survive
cryopreservation in domestic bird spermatozoa. Reproduction, 129, 371-378.
Leboeuf, B., Le Vern, Y., Furstoss, V., Kerboeuf, D., Guillouet, P., Magistrini, M. Response
of goat sperm to hypoosmotic steps modelled by probit analysis. Soumis à Animal
Reproduction Science.
Chevrier, C., Bressac, C., 2002. Sperm storage and use after multiple mating in Dinarmus
basalis (Hymenoptera : Pteromalidae). Journal of Insect Behavior. 15 : 385-398.
Damiens, D., Bressac, C., Brillard, J.P., Chevrier, C. 2002. Qualitative aspects of sperm stock
in males and females from Eupelmus orientalis and Dinarmus basalis (Hymenoptera :
Chalcidoidea) as revealed by dual fluorescence. Physiological Entomology. 27 : 97-102.