Genetic determinism and analysis of some genes responsible for meat tenderness in French breed cattle
Des gènes impliqués dans la variabilité de la tendreté des viandes bovines : étude structure-fonction de l’anti-protéase codée par le gène bovin SERPINA3-3
Résumé
My thesis was declined in three fields of research. First, a bibliographical study was conduct on the data available about genetic parameters of beef tenderness. This research allowed me to develop a scenario which would explain the chronology of the events occurring after animal death by which proteases inhibitors and the mitochondrion seem to play an paramount role. The second research was carried out on structure function relationship of a bovine serine protease inhibitor (serpin), bovSERPINA3-3. This study has shown the significance of the amino acid D371 in the cross-class inhibition mechanism against a cysteine protease, caspase 3, involved in apoptosis, a mechanism which would occur after the death of the animal. This study confirms serpins importance during meat ageing. Moreover, it underlined the necessity of this residue for the dimerization of bovSERPINA3-3 under denaturing conditions. This situation could be used as a model for the human serpins polymerization phenomenon found in some diseases such as Alzheimer’s, cirrhosis or emphysema. Finally, the last point was related to the development and validation of an ELISA test, using the bacterial recombinant bovSERPINA3-3 as reference. This test will allow to quantify the bovine serpinA3s rate in samples of interest and to carry out a spatio-temporal study of the bovine serpinA3s at different developmental stages and organs or tissues.
Ma thèse fut orientée selon trois axes. Le premier a consisté en une étude bibliographique des données existantes sur les paramètres génétiques liés à la tendreté des viandes bovines. Ces recherches m’ont permis de formuler un scénario hypothétique expliquant la chronologie des événements pouvant se mettre en place après la mort de l’animal et dans lequel les inhibiteurs protéasiques ainsi que la mitochondrie joueraient un rôle tout particulier. Le deuxième volet concernait l’étude de la relation « structure-fonction » de la protéine bovSERPINA3-3, un inhibiteur de protéase à sérine. Cette étude a permis de mettre en évidence l’importance du résidu D371 dans l’inhibition de la caspase 3, protéase à cystéine impliquée dans le phénomène apoptotique qui surviendrait juste après la mort de l’animal. Elle conforte ainsi le rôle des serpines dans la maturation de la viande. De plus, ce résidu semble également impliqué dans le phénomène de dimérisation de cette protéine observé en conditions dénaturantes. Le modèle structural que nous proposons pourrait permettre de mieux appréhender le phénomène de polymérisation des serpines humaines responsables de pathologies telles que l’emphysème, la cirrhose ou encore la maladie d’Alzheimer. La troisième partie de ma thèse a été consacrée à la mise au point d’un test ELISA, utilisant l’anti-protéase recombinante comme protéine référente de la gamme d’étalonnage. L’utilisation de ce test devrait permettre de quantifier le taux de serpines bovines dans des échantillons d’intérêt mais également dans des études spatio-temporelles à différents stades de développement et dans différents tissus ou organes.