Apports de la transcriptomique à l’exploration des relations nutrition-reproduction chez la vache laitière
Résumé
Fertility is a central concern of the system of dairy cattle production. Since the early 80s, decreased fertility of high-producing dairy cows (Holstein breed) was observed in France and abroad, more importantly in multiparous than in heifers. The consequences of this degradation involve increased costs in breeding. It is assumed that the energy balance of postpartum females, very negative in early lactation, then null, participates in fertility differences. The negative energy balance of females affects many physiological functions: e.g. uterine involution, resumption of cyclicity and oocyte quality. In this thesis, we investigated the influence of the negative energy balance and lactation on i) the ability of the genital tract (oviduct, endometrium and corpus luteum) to support reproduction at AI and ii) the development of the conceptus until 18 days of gestation. Transcriptomic analysis of these tissues suggest disruption of key genes involved in cellular metabolism (e.g. PPAR pathways, HNF4A) in connection with changes in metabolic and hormonal profiles in female plasma. Given the large number of factors influencing fertility in postpartum dairy cows, they are also a 'case study' of systems biology that made us develop a computational tool for the selection of genes by hormones and metabolites currently associated with energy deficit. The prospects for integrating data from different disciplines of functional genomics (e.g. genomics, transcriptomics, proteomics, epigenomics and metabolomics) will probably be the future key to understanding the physiological changes in bovine model.
La fertilité est au centre des préoccupations du système de production bovin laitier. Depuis le début des années 80, une diminution de la fertilité des vaches laitières hautes productrices de lait en race Prim’Holstein a été observée en France comme à l’étranger, de manière plus importante chez les multipares que chez les génisses. Les conséquences de cette dégradation impliquent une augmentation des coûts en élevage. L’hypothèse est faite que le bilan énergétique des femelles postpartum, très négatif en début de lactation, puis nul ensuite, participe aux différences de fertilité. Le déficit énergétique des femelles influence un grand nombre de fonctions physiologiques : e.g. l’involution utérine, la reprise de cyclicité et la qualité de l’ovocyte. Dans le cadre de cette thèse, nous avons recherché l’influence du déficit énergétique et de la lactation sur i) la compétence du tractus génital (oviducte, endomètre, corps jaune) à la reproduction au moment de l’IA et ii) le développement du conceptus à 18 jours de gestation. Les analyses transcriptomiques de ces tissus suggèrent des perturbations de certains gènes clés liés au métabolisme cellulaire (e.g. voies PPARs, HNF4A), en lien avec les modifications des profils métaboliques et hormonaux plasmatiques chez les femelles. Compte tenu du nombre important de facteurs influençant la fertilité des vaches laitières postpartum, ces dernières sont également un ‘modèle-type’ de biologie des systèmes qui nous a conduit à développer un outil d’algorithmique pour la sélection des gènes par les métabolites et hormones circulants associés au déficit énergétique. Les perspectives d’intégration des données provenant de différentes disciplines de génomique fonctionnelle (e.g. génomique, transcriptomique, protéomique, epigénomique, métabolomique) seront probablement des clés futures pour comprendre les modifications physiologiques en modèle bovin.