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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Genetique Animale et Biologie Integrative

Unité Mixte de Recherche INRA AgroParisTech GABI Génétique Animale et Biologie Intégrative

Génétique, Microbiote, Santé

Animation : Fanny Calenge

GeMS
La stratégie scientifique de notre équipe de recherche est centrée sur la génétique de la santé (pathologies infectieuses et mélanome) et de l’adaptation des animaux domestiques aux facteurs biotiques et abiotiques.

Thématique globale

 Cette recherche a pour but objectif de comprendre les mécanismes de réponse de l’hôte et d’améliorer l’immunocompétence et la robustesse des populations commerciales d’animaux de rente afin, d’une part de réduire l’impact des problèmes de santé, de faire progresser le bien-être animal et d’augmenter la durabilité des productions animales, et d’autre part de transposer les résultats obtenus à la santé humaine. Pour cela, GIS développe des études de biologie intégrative qui cherchent à étudier la contribution de la génétique à des phénotypes d’intérêt (immunité, robustesse, production, développement du mélanome) ainsi que l’effet combiné du microbiote intestinal sur certain de ces caractères. A cette fin, l’équipe utilise des approches de biologie moléculaire et computationnelle, incluant la génomique et la métagénomique intestinale et le phénotypage de la réponse immunitaire. Les principales espèces étudiées par l’équipe sont le porc, comme espèce de production et modèle biomédical de mélanome, le poulet, avec des populations commerciales et des populations expérimentales sélectionnées sur des caractères immunitaires ou l’efficacité alimentaire, et dans une moindre mesure, le lapin.

Sujets scientifiques

Génétique et immunologie de nos modèles de recherche

Nous cherchons à identifier les paramètres génétiques et immunologiques sous-jacents à la variabilité des caractères de santé et de robustesse :

- Le développement et la régression de tumeurs dans le modèle MeLiM de mélanome humain, avec l’identification de gènes de susceptibilité au mélanome par cartographie dans la population ressource et étude comparative inter-spécifique (projet INCa, E. Bourneuf). Nous avons également décrit une forte surexpression de gènes de la réponse immunitaire durant la régression du mélanome. Le phénotypage et l’étude de l’expression génique dans les cellules immunitaires sont donc utilisés pour comprendre si les mêmes voies immunitaires sont mises en œuvre durant la régression induite par un traitement médicamenteux (projet MelImun, INCa-Aviesan ITMO cancer, S. Vincent-Naulleau).

- La réponse immune générale : l’immunocompétence des animaux de production et l’identification de biomarqueurs de la capacité immunitaire de réponse aux pathogènes et aux vaccins ; la caractérisation détaillée de régions génomiques impliquées dans les paramètres immunitaires de populations expérimentales ; la réponse de l’hôte à des pathogènes spécifiques , comme la réponse du poulet de chair à la coccidiose (projet Cobb-Vantress) ou la réponse du porc au PrV ou au PRRSV (package INRA, E. Giuffra).

- Caractères de robustesse : tolérance à la chaleur, efficacité alimentaire et adaptation à de nouveaux systèmes d’élevage, avec un projet de recherche sur les bases génétiques de l’adaptation au stress environnemental utilisant le poulet comme modèle biologique (ANR Chickstress, T. Zerjal).

- "Trade-offs" et allocation de ressources entre production intensive, efficacité alimentaire et réponse immune : la sélection intensive pour les caractères de production a pu compromettre la capacité des animaux à mettre en place une réponse immunitaire efficace. La caractérisation de « trade-offs » entre la production et l’immunité chez le poulet est au cœur du projet ICSA ChickTradeOff (B. Bed’Hom).

Microbiote intestinal et phénotype de l’hôte

Les rapports entre la génétique de l’hôte, son microbiote intestinal et l’environnement sont étudiés pour comprendre leurs conséquences sur les caractères de production (comme la croissance et l’efficacité alimentaire) et l’immunocompétence, chez le porc, le poulet et le lapin. Chez le porc, cette approche a été initiée lors des projets ANR Sus_Flora et EU Interplay (C. Rogel-Gaillard) et est renforcée par la collaboration de partenaires industriels et par plusieurs projets de caractérisation détaillée du catalogue de gènes du microbiote intestinal du porc (projet MEM Metalit, J. Estellé). Chez le poulet, les interactions entre la génétique de l’hôte, la capacité digestive et le microbiote sont étudiées dans le projet GISA Galmide (F. Calenge).

Génomique fonctionnelle et identification de biomarqueurs

Nous avons montré que le transcriptome sanguin est un phénotype moléculaire pertinent pour identifier le statut immunitaire des animaux. De manière similaire, nous avons montré que les miARN sont des indicateurs et/ou sont impliqués dans la régulation de l’expression génique durant l’interaction hôte-pathogène ou la réponse à un stress de jeûne. Ces études sont poursuivies par la validation de de biomarqueurs miARN ou de signatures d’expression génique dans les modèles développés par l’équipe (réponse aux pathogènes, efficacité alimentaire, mélanome), particulièrement l’étude de la régulation des ncARN dans les pathologies virales du porc, comme le PRRSV (projet GIS PRRSeval, E. Giuffra).

Collaborations et partenaires

Pour conduire ses recherches, l’équipe GIS collabore avec d’autres équipes de GABI (comme PSGen, GFP-GM…), des groupes académiques en France, principalement d’autres unités de recherche INRA des départements de Génétique Animale, Physiologie ou Santé Animale, mais également des unités de recherche du CNRS, de l’INSERM, du CIRAD et de partenaires étrangers. Nous avons plusieurs collaborations en cours avec des sélectionneurs pour des projets en lien avec la réponse aux pathologies ou au stress et la caractérisation du microbiote intestinal.

Dispositif de recherche

Une grande part des recherches repose sur des populations expérimentales de poules et de porc et des unités expérimentales INRA (comme GenESI, EASM, PEAT), la population MeLim étant gérée directement par l’équipe GIS. La plupart des données génomiques sont produites en collaboration avec les plateformes INRA comme @BRIDGe à Jouy en Josas ou PlaGe à Toulouse.

Publications majeures depuis 2010

Gao Y, Flori L, Lecardonnel J, Esquerré D, Hu ZL, Teillaud A, Lemonnier G, Lefèvre F, Oswald IP, Rogel-Gaillard C. Transcriptome analysis of porcine PBMCs after in vitro stimulation by LPS or  PMA/ionomycin using an expression array targeting the pig immune response. BMC Genomics 2010, 11:292

Anselmo A, Flori L, Jaffrézic F, Rutigliano T, Cecere M, Cortes-Perez N, Lefèvre  F, Rogel-Gaillard C, Giuffra E. Co-expression of host and viral microRNAs in porcine dendritic cells infected by the pseudorabies virus. PLoS One 2011, 6:e17374

Chazara O, Tixier-Boichard M, Morin V, Zoorob R, Bed'Hom B. Organisation and diversity of the class II DM region of the chicken MHC. Molecular Immunology 2011, 48:1263-1271

Bourneuf E, Du ZQ, Estellé  J, Gilbert  H, Créchet  F, Piton G, Milan D, Geffrotin C, Lathrop M, Demenais F, Rogel-Gaillard C, Vincent-Naulleau S. Genetic and functional evaluation of MITF as a candidate gene for cutaneous melanoma predisposition in pigs. Mammalian Genome 2011,22:602-612

Gao Y, Wahlberg P, Marthey S, Esquerré D, Jaffrézic  F, Lecardonnel J, Hugot K, Rogel-Gaillard C. Analysis of porcine MHC using microarrays. Veterinary Immunology and Immunopathology 2012, 148:78-84

Endale Ahanda ML, Fritz ER, Estellé J, Hu ZL, Madsen O, Groenen MAM, Beraldi D, Kapetanovic R, Hume DA, Rowland RRR, Lunney JK, Rogel-Gaillard C, Reecy JM, Giuffra E. Prediction of altered 3 '-UTR miRNA-binding sites from RNA-seq data: the swine leukocyte antigen complex (SLA) as a model region. PLoS One 2012, 7:e48607

Chazara O, Chang CS, Bruneau N, Benabdeljelil K, Kayang BK, Loukou NE, Osei-Amponsah R, Yapi-Gnaore V, Youssao IAK, Chen CF, Pinard-van der Laan MH, Tixier-Boichard M, Bed'Hom B. Diversity and evolution of the highly polymorphic tandem repeat LEI0258 in the chicken MHC-B region. Immunogenetics 2013 65:447-459

Dawson HD, Loveland JE, Pascal G, Gilbert JG, Uenishi H, Mann KM, Sang Y, Zhang J, Carvalho-Silva D, Hunt T, Hardy M, Hu Z, Zhao SH, Anselmo A, Shinkai H, Chen C, Badaoui B, Berman D, Amid C, Kay M, Lloyd D, Snow C, Morozumi T, Cheng RP, Bystrom M, Kapetanovic R, Schwartz JC, Kataria R, Astley M, Fritz E, Steward C, Thomas M, Wilming L, Toki D, Archibald AL, Bed'Hom B, Beraldi D, Huang TH, Ait-Ali T, Blecha F, Botti S, Freeman TC, Giuffra E, Hume DA, Lunney JK, Murtaugh MP, Reecy JM, Harrow JL, Rogel-Gaillard C, Tuggle CK. Structural and functional annotation of the porcine immunome.      BMC Genomics 2013, 14:332

Fernández-Rodríguez A, Estellé J, Blin A, Muñoz M, Créchet F, Demenais F, Vincent-Naulleau S, Bourneuf E. KIT and melanoma predisposition in pigs: sequence variants and association analysis. Animal Genetics (in press)

Mach N, Gao Y, Lemonnier G, Lecardonnel J, Oswald IP, Estellé J, Rogel-Gaillard C. The peripheral blood transcriptome reflects variations in immunity traits in swine: towards the identification of biomarkers. BMC Genomics. 2013 14:894

Voir aussi

> Fiche de présentation de l'équipe

A consulter...

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