Est-il possible d’utiliser la métabolomique du lait pour étudier de façon non invasive les voies de synthèse des constituants majeurs du lait ? - Archive ouverte HAL Access content directly
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Est-il possible d’utiliser la métabolomique du lait pour étudier de façon non invasive les voies de synthèse des constituants majeurs du lait ?

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Abstract

L’amélioration de la prédiction de la qualité du lait est un enjeu majeur pour la filière laitière. Le travail de modélisation des réseaux métaboliques (Abdou Arbi et al., 2014) a montré qu’il était nécessaire de mieux caractériser les variations du réseau de métabolites intermédiaires (issus de la glycolyse et du cycle de Krebs) pour prédire la répartition des nutriments dans les différentes voies de synthèses du lait. L’analyse métabolomique du lait par LC-MS-MS permet désormais l’identification d’un grand nombre de ces métabolites (Meyrand et al., 2013 ; Klein et al., 2013). Ce projet avait pour objectif d’évaluer l’intérêt d’une analyse qualitative puis de dosages quantitatifs et à haut débit des métabolites intermédiaires précurseurs des 3 constituants majeurs du lait (protéines, lactose, matières grasses). La première étape du travail (2017) a consisté à comparer 22 préparations différentes d’un même lait réalisées à l’UMR PEGASE, et à choisir, en interaction avec l’UMR LABERCA, la méthode d’analyse LC-MS-MS la plus adaptée. La préparation des échantillons suivante a été retenue car elle permettait d’obtenir le maximum de métabolites : lait écrémé pendant 15 min à 1500 g puis filtré à l’aide d’un filtre moléculaire [Vivaspin, Sartorius] à 1800 g pendant 45 min à 4°C. Les empreintes métaboliques ont été acquises par chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse de type Q-Exactive Orbitrap (Thermo Fisher Scientific) en mode d’ionisation Electrosray alternatif positif et négatif (ESI+ et ESI-, respectivement). La séparation chromatographique a été réalisée en chromatographie liquide haute performance (HPLC :1200 Infinity Series Agilent) avec une colonne SeQuant-ZIC-HILIC (5μm, 200A, 150*2.1mm, Merck KGaA). Cette méthode (LC-HRMS en HILIC+/-) a permis l’annotation de la plupart des métabolites listés lors du travail bibliographique préliminaire à l’exception des sucres phosphatés. Elle n’a cependant pas permis une séparation complète de ces métabolites du fait de la richesse des matrices, malgré des dilutions importantes avant l’injection. Les 16 échantillons de laits de vaches de l’essai d’Omphalius et al. (2019) ont ensuite été analysés en 2019 par une approche sans a priori sur 2657 ions en mode ESI+ et 2256 ions en mode ESI-. Deux analyses statistiques multivariées ont été utilisées : l’analyse en composantes principales (ACP) et l’analyse discriminante partielle par régression des moindres carrés (PLS-DA). Dans cet essai, l’apport d’énergie et l’apport de 3 acides aminés (AA : Lys, Met et His) dans les rations modifiaient significativement les synthèses de protéines (+ 8 % et + 7 %, respectivement), de matières grasses (+ 6 % et + 3 %) et de lactose (+ 7 % et NS). Aucune discrimination des traitements alimentaires (énergie x AA) n’a été mise en évidence en métabolomique, que ce soit avec l’ACP ou la PLS-DA. Pour l’analyse quantitative, nous avons comparé les résultats obtenus par LC-HRMS à l’analyse enzymatique par détermination fluorimétrique (Larsen et al., 2014) ciblée sur 12 métabolites du lait. Seul l’acide citrique présentait une identification non putative par LC-HRMS mais les résultats n’étaient pas corrélés (R2 < 0,1) à ceux obtenus par détermination fluorimétrique. Cette seconde analyse ciblée montrait pourtant que l’apport d’AA augmentait le ratio isocitrate sur citrate à bas niveau d’énergie (interaction) et avait tendance à diminuer la concentration de glucose-6-P et le ratio glucose-6-P sur glucose. En conclusion, l’analyse métabolomique par LC-HRMS en HILIC+/- n’a pas permis une séparation des métabolites d’intérêts telle que celle proposée par Meyrand et al. (2013).
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Dates and versions

hal-03717019 , version 1 (08-07-2022)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03717019 , version 1

Cite

Sophie Lemosquet, Jean-Noel Thibault, Jocelyne Guinard-Flament, Christelle Cebo. Est-il possible d’utiliser la métabolomique du lait pour étudier de façon non invasive les voies de synthèse des constituants majeurs du lait ?. Journées d'animation scientifique du département Phase, May 2022, Poitiers, France. pp.72, Résumés des crédits incitatifs - JAS 2022. ⟨hal-03717019⟩
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