Identification et caractérisation de gènes et de protéines de

Sujet de Master2 proposé pour l’année 2010-2011
Titre : Identification et caractérisation de gènes et de protéines de l’utérus impliquée dans la
formation de la coquille de l’œuf de poule par une approche transcriptomique.
Encadrant : J. Gautron
Co-encadrant : Y. Nys
Sujet :
L’œuf est une production importante dans le monde qui correspond à plus de 20 % de la production de protéines
animales. L’embryon se développe dans l’oeuf sans aucun contact maternel pour ses apports nutritionnels. Aussi, l’ensemble
des ressources nécessaires à son développement doit se trouver dans celui-ci qui gère par ailleurs les échanges avec le milieu
extérieur (oxygène). Aussi, il n’est pas surprenant que les composés nutritionnels de l’œuf soient parfaitement équilibrés et
adaptés à la demande de l’embryon. Les constituants de l’œuf jouent également un rôle protecteur pour l’embryon. Ainsi la
coquille constitue une barrière physique impénétrable par les microorganismes si elle reste intacte. L’œuf possède également
dans le blanc, le jaune et la coquille, un grand nombre de protéines aux propriétés biologiques particulières (antibactériens,
antiviraux, anticancéreux, anti-hypertensives…), qui constituent un système de défense chimique. L’ensemble de ces
systèmes de défenses naturelles permet donc le développement d’un embryon quand l’œuf est fécondé. Quand l’œuf n’est pas
fécondé et utilisé pour la consommation humaine, ces systèmes maintiennent l’œuf stérile et exempt de pathogènes.
Pour toutes ces raisons, l’œuf est un aliment de base d’une excellente valeur nutritive pour l’homme. En France, 50
millions de poules pondeuses produisent plus de 16 milliards d’œufs pour 60 millions d’habitants. Chaque Français
consomme 255 œufs par an. Ils sont utilisés comme ingrédient cru pour la préparation de certains plats culinaires. Aussi, la
consommation de l’œuf est souvent associée à des toxi-infections alimentaires de type salmonelloses (60% sont attribuées à
l’œuf). Ce risque pourrait être accru par la mise en place de nouveaux systèmes de productions en Europe. En effet, pour des
raisons de bien être, la directive européenne 1999/74 interdit à partir de 2012, l’utilisation de cages conventionnelles au sein
des pays de l’union. A partir de cette date, la production d’œufs se fera exclusivement dans des systèmes alternatifs (volières,
élevage au sol, cages aménagées) qui ont pour caractéristique commune la présence d’une litière à l’origine de poussières ou
de souillures augmentant la charge microbienne sur l’œuf.
Dans ce contexte, il est important de mieux caractériser les défenses naturelles de l’œuf dans le but de les renforcer
par voie génétique. L’objectif du stage sera de participer à la caractérisation des gènes et protéines exprimés par l’utérus pour
permettre la formation de la coquille et donner à celle-ci l’organisation structurale lui conférant ses propriétés mécaniques. Il
s’appuiera sur une étude transcriptomique en cours actuellement pour comparer l’expression des gènes de l’utérus en
présence et en absence de calcification de la coquille. Cette approche permettra de révéler les gènes surexprimés du fait du
transfert de calcium et/ou de la dilation liée à la présence de l’œuf dans l’utérus. Une analyse bioinformatique des protéines
potentiellement impliquées dans l’apport des précurseurs minéraux de la coquille et de la matrice organique participant à la
biominéralisation sera réalisée. Ces études prédictives pourront être complétées par des études expérimentales biochimiques
et moléculaires de quelques protéines candidates impliquées dans le transfert des ions, la liaison aux ions ou la
biominéralisation.
Ce stage aura lieu au sein de l’équipe « Fonction et régulation des protéines de l’œuf » (FRPO) de l’Unité de
Recherches Avicoles. Cette équipe possède une expertise en biochimie et en biologie moléculaire des protéines de l’œuf ainsi
qu’en physiologie de la formation de l’œuf. Cette activité est développée dans le cadre du programmes européen SABRE
(Cut Edge for Substainable Animal BREeding). L’équipe maîtrise les outils expérimentaux qui seront utilisés lors du stage.
Principales techniques utilisées :
Analyse d’expression de gènes et de protéines à différents stades physiologiques
- Recueil de tissus biologiques
- Purification d’acides nucléiques, sondes fluorescentes, hybridation…
- Analyse de données (normalisation, analyses statistiques, annotations fonctionnelles).
- RT-PCR quantitative en temps réel
- Biochimie des protéines
Originalité du projet :
Ce projet s’inscrit dans un contexte de recherche avec des objectifs finalisés tout en permettant d’aborder des
activités de recherches mettant en jeu des techniques novatrices et performantes. Le laboratoire d’accueil est reconnu pour
son expertise dans le domaine de la biologie intégrative qui lui permet d’élaborer des stratégies fonctionnelles globales au
niveau de l’ovogénèse
Coordonnées : J. Gautron, INRA, UR83 Recherches avicoles, F-37380 Nouzilly, Equipe « Fonctions et Régulation des
protéines de l’œuf » Tel : [phone]. e-mail : joel.g[email protected]ra.fr