Projet ANR-11-BSV7-0004 – FatInteger : Recherche de régulateurs clefs de la plasticité lipidique chez deux espèces monogastriques majeures (porc et poule) en combinant des données haut débit et des approches statistique, bioinformatique et phylogénique.
Programme : Blanc - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie (Blanc SVSE 7)
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Madame Florence GONDRET (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE RECHERCHE DE RENNES)
Partenaires : Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires; Génétique Animale; Groupement de Recherche en Éthologie; Recherches Avicoles; Institut de Recherche Mathématique de Rennes
Montant : 384957.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 36 mois
Résumé : Recherche de régulateurs clés de la plasticité lipidique chez deux espèces monogastriques majeuresCombinaison de données haut-débit acquises chez le porc et le poulet et d’approches statistiques, bio-informatiques et phylogénétiques
Adaptation de nouveaux génotypes aux futures contraintes alimentairesL'adiposité corporelle et la répartition des lipides dans les tissus des organismes animaux sont des caractéristiques phénotypiques importantes à considérer pour garantir la compétitivité et la durabilité de nos filières de production de viande. En effet, les animaux les plus gras sont généralement les moins efficaces dans la conversion alimentaire. Des coûts (donc des pénalités importantes) sont également associés à l'élimination des dépôts de gras visibles lors de la découpe des carcasses. Cependant, la quantité de lipides des viandes ou des produits carnés transformés est positivement associée à leurs qualités sensorielles. Les facteurs génétiques et non-génétiques sont susceptibles de modifier l’adiposité corporelle, par leurs actions sur le métabolisme des lipides et des acides gras dans et entre les tissus corporels. L'énergie alimentaire est en effet stockée au sein de divers tissus sous forme de lipides qui seront remobilisés pour faire face à des périodes de moindre disponibilité alimentaire, gérer les transitions physiologiques ou les situations de stress. La flexibilité du métabolisme lipidique influence ainsi l'adaptation des animaux vis-à-vis de perturbations de leur environnement, incluant la distribution des régimes formulés en-deça des besoins spécifiques pour répondre à des situations économiques particulières. Il est donc nécessaire d'identifier des régulateurs clés du métabolisme lipidique pour pouvoir moduler l'adiposité et la partition des lipides corporels des animaux de ferme.
Méthodologies haut-débits et nouvelles approches intégrativesPour pointer du doigt des régulateurs transcriptionnels clés de la flexibilité du métabolisme lipidique, le projet FatInteger propose une approche générique basée sur l'acquisition de données transcriptomiques et lipidomiques dans des tissus clés et le sang prélevés sur des animaux issus de lignées génétiquement divergentes en terme d'adiposité. Des méthodes statistiques, bioinformatiques et phylogénétiques sont associées pour déterminer la spécificité ou la généricité des acteurs transcriptionnels clés entre tissus et espèces, et leurs liens avec l’adiposité. Le projet associe les compétences de physiologistes, (phylo)-généticiens, statisticiens et bio-informaticiens. Une étude expérimentale est coordonnée entre deux espèces phylogénétiquement distantes (porc et poulet) impliquant des animaux en croissance issus de deux lignées divergentes pour l'adiposité dans chaque espèce, et deux régimes isoénergétiques (pauvre ou riche en lipides). Le projet FatInteger propose tout d'abord d'acquérir des données transcriptionnelles haut-débit sur 4 tissus (le foie, deux tissus adipeux, et un muscle squelettique) spécialisés vis-à-vis du métabolisme lipidique et sur le sang (intégrant la communication entre tissus). Des analyses statistiques permettront d'identifier les listes de gènes différentiels, puis les réseaux et modules de gènes co-régulés parmi eux. Des corrélations avec les caractères d'adiposité et les profils lipidomiques seront réalisées. Les acteurs transcriptionnels clés seront ensuite identifiés en combinant des approches fonctionnelles (promotologie et analyse bioinformatique qualitative des cohérences avec les bases de données de connaissances) et évolutives (phylogénétique). Enfin, nous validerons sur tissus ou cellules en culture les modifications prédites sur des voies ou acteurs connus ou non pour être liées au métabolisme lipidique.
Résumé de la soumission : L'adiposité corporelle et la répartition des lipides dans les tissus des organisms animaux sont des caractéristiques phénotypiques importantes à considérer pour garantir la compétitivité et la durabilité de nos filières de production de viande. En effet, les animaux les plus gras sont généralement les moins efficaces dans la conversion alimentaire. Des coûts (donc des pénalités importantes) sont également associés à l'élimination des dépôts de gras visibles lors de la découpe des carcasses. Cependant, la quantité de lipides des viandes ou des produits carnés transformés est positivement associée à leurs qualités sensorielles. Les facteurs génétiques et non-génétiques sont susceptibles de modifier l’adiposité corporelle, par leurs actions sur le métabolisme des lipides et des acides gras dans et entre les tissus corporels. L'énergie alimentaire est en effet stockée en partie au sein de divers tissus sous forme de lipides qui seront remobilisés pour faire face à des périodes de moindre disponibilité alimentaire, gérer les transitions physiologiques ou les situations de stress. La flexibilité du métabolisme lipidique influence ainsi l'adaptation des animaux vis-à-vis de perturbations de leur environnement, incluant la distribution des régimes formulés en-deça des besoins spécifiques pour répondre à des situations économiques. Il est donc nécessaire d'identifier des régulateurs clés du métabolisme lipidique pour pouvoir moduler l'adiposité et la partition des lipides corporels des animaux de ferme. Pour pointer du doigt des régulateurs transcriptionnels clés de la flexibilité du métabolisme lipidique, le présent projet propose une approche générique basée sur l'acquisition de données transcriptomiques et lipidomiques dans des tissus clés et le sang prélevés sur des animaux issus de lignées génétiquement divergentes en terme d'adiposité. Des méthodes statistiques, bioinformatiques et phylogénétiques seront associées pour déterminer la spécificité ou la généricité des acteurs transcriptionnels clés entre tissus et espèces, et leurs liens avec l’adiposité. Le projet associe les compétences de physiologistes, (phylo)-généticiens, statisticiens et bio-informaticiens. Une étude expérimentale sera coordonnée entre deux espèces phylogénétiquement distantes (porc et poulet) impliquant des animaux en croissance issus de deux lignées divergentes pour l'adiposité dans chaque espèce, et deux régimes isoénergétiques (pauvre ou riche en lipides). Le projet FatInteger propose tout d'abord d'acquérir des données transcriptionnelles haut-débit sur 4 tissus (le foie, deux tissus adipeux, et un muscle squelettique) spécialisés vis-à-vis du métabolisme lipidique et sur le sang (intégrant la communication entre tissus). Des analyses statistiques permettront d'identifier les listes de gènes différentiels, puis les réseaux et modules de gènes co-régulés parmi eux. Des corrélations avec les caractères d'adiposité et les profils lipidomiques seront réalisées. Les acteurs transcriptionnels clés seront ensuite identifiés en combinant des approches fonctionnelles (promotologie et analyse bioinformatique qualitative des cohérences avec les bases de données de connaissances) et évolutives (phylogénétique). Enfin, nous validerons sur tissus ou cellules en culture les modifications prédites sur des voies ou acteurs connus ou non pour être liées au métabolisme lipidique. Ainsi, le projet FatInteger permettra d'identifier certains des acteurs clés transcriptionnels du métabolisme lipidique et générera de nouvelles hypothèses (voies associées) sur les mécanismes liés à la plasticité de la quantité de lipides corporels et sa répartition dans les organismes animaux. Il indiquera des gènes intéressants à moduler par les plans d'alimentation ou les prochains schémas de sélection génétique (y compris sélection génomique). Il participera à la validation d'outils utiles à la communauté scientifique intéressée par l'analyse de données transcriptomiques.
Résultats : Attendus:
- Identification d'acteurs clés transcriptionnels du métabolisme lipidique et génération de nouvelles hypothèses (voies associées) sur les mécanismes liés à la plasticité de la quantité de lipides corporels et sa répartition
- Compréhension des relations entre organes et des mécanismes de régulations spécifiques ou génériques  pour le métabolisme lipidique et sa modulation par les régimes et les types génétiques.
- Développement et validation d'outils  statistiques, bioinformatiques et phylogénétiques utiles à la communauté scientifique intéressée par l'analyse de données transcriptomiques et les réseaux de gènes.
Perspectives : Le projet FatInteger indiquera des gènes intéressants à moduler par les plans d'alimentation ou les prochains schémas de sélection génétique (y compris la  sélection génomique).
Publications et brevets : - communications à des congrès nationaux et internationaux
- publications à comité de lecture
- outils à disposition de communautés