Identification de gènes et de protéines de l'utérus impliqués dans le transfert minéral, la calcification de la coquille et la protection antimicrobienne de l'oeuf de poule
Résumé
La coquille de l’œuf est un biominéral qui protège l’embryon au cours de son développement. La coquille se forme dans l’utérus de poule et est constituée majoritairement de carbonate de calcium (CaCO3) et d’une faible proportion de matrice organique. La formation de la coquille requiert de grandes quantités de calcium et de bicarbonates, dont l’apport est le résultat de transports trans-épithéliaux importants dans l’endothélium utérin. La matrice organique joue un rôle fonctionnel important au niveau de la formation de la coquille et dans l’établissement de ses propriétés mécaniques remarquables. L’objectif de ce travail de thèse a été d’identifier les gènes et protéines de l’utérus impliqués dans le transfert minéral, la calcification de la coquille et la protection antimicrobienne de l’œuf de poule. Pour ce faire, nous avons utilisé des puces à ADNc pour une identification globale des gènes spécifiquement exprimés dans l’utérus, lors de la calcification de la coquille. Cette approche transcriptomique a été basée sur la séquence spatiale et temporelle de la synthèse et des secrétions des constituants de l’œuf le long de l’oviducte. L'expression des gènes de l'utérus pendant la minéralisation de la coquille a été comparée à celle du magnum et de l’isthme impliqués respectivement dans la synthèse du blanc et des membranes coquillières. Cette étude révèle 605 transcrits spécifiquement surexprimés dans l'utérus. Ces transcrits correspondent à 469 gènes et 437 protéines. L’analyse de la fonction des transcrits utérins met en évidence une surexpression importante des gènes codant des protéines impliquées dans le transport et/ou la liaison aux ions. L’approche transcriptomique identifie également 54 protéines avec un signal peptide, donc potentiellement sécrétées pour être déposées dans la coquille pour jouer un rôle biologique. L’analyse des fonctions potentielles de ces 54 protéines sécrétées, à l’aide des domaines protéiques et des données bibliographiques a permis un classement en quatre groupes. De nombreuses protéines présentent une capacité à lier les ions et notamment le calcium, et pourraient donc être impliquées dans le contrôle de la minéralisation de la coquille. Plusieurs protéines présentent également une activité antimicrobienne potentielle ou avérée. Un troisième groupe de protéines est constitué de protéases et anti-protéases qui pourraient jouer un rôle essentiel dans la régulation de l’activité des protéines impliquées dans la biominéralisation de la coquille. Enfin un ensemble de protéines joueraient un rôle dans le repliement protéique nécessaire à la minéralisation ordonnée. L’approche transcriptomique a également permis l’identification de nouvelles protéines impliquées dans les transports ioniques trans-épithéliaux. Leur implication dans l’apport des précurseurs minéraux de la coquille a été confirmée et testée en comparant leur expression à deux autres tissus (magnum et duodénum) où les transferts trans-épithéliaux en calcium et en bicarbonates sont respectivement faibles et forts. Cette approche a identifiée 33 gènes essentiels à l’apport du calcium et des ions bicarbonates. Ce travail constitué la base d’un schéma global et cohérent de l’apport des constituants minéraux nécessaires à la formation de la coquille dans l’utérus.