Je tiens à remercier Mme. Jouan de l'Institut d'études européennes de Saint-Malo pour la confiance qu'il m'a accordée et pour m'avoir donné l'opportunité de commencer à enseigner dans de bonnes conditions. Un grand merci à tous mes amis qui m'ont permis de prendre du temps de temps en temps sur ce projet exigeant qu'est la thèse.
Abréviations
RTK : Récepteur Tyrosine Kinase RT-PCRq : Transcription inverse - Réaction en chaîne par polymérase quantitative SAM : Analyse de signification des micropuces SAPK1 : Protéine kinase 1 activée par le stress SAPK2 : Protéine kinase 2 activée par le stress SDS : Dodécylsulfate de sodium SIGENAE : Système d'information sur l'analyse du génome du bétail .
Sommaire
Les cellules de l'épithélium ramifié (partie superficielle) 11 Adaptation fonctionnelle et morphologique à un changement de salinité 13 Description du transport ionique dans l'ED et l'EM : rôle essentiel des branchies 13.
ANALYSE TRANSCRIPTOMIQUE DIFFERENTIELLE 36
IDENTIFICATION DE QTL EN LIEN AVEC
IDENTIFICATION D'EQTL EN LIEN AVEC
Introduction générale
Un projet français impliquant l'INRA prédit la séquence imminente de la truite arc-en-ciel Oncorhynchus mykiss. L'objectif de ma thèse est de décrire les processus d'acclimatation de la truite arc-en-ciel en eau salée à travers une étude combinant génomique fonctionnelle et approches génétiques.
Contexte, intérêt et but de
Contexte, intérêt et but de l’étude
Réponse des téléostéens aux variations osmotique du milieu environnant
- Les organismes et leur environnement
Lorsqu'un paramètre environnemental passe d'une plage de valeurs à une autre, et sa stabilisation dans ce nouvel état, de profondes perturbations peuvent survenir chez les poissons téléostéens. Dans ce cas, l’intervalle de tolérance pour un organisme ou un groupe d’individus passe de la valence écologique 1 à la valence écologique 2 comme le montre la figure 2.
Contexte, intérêt et but de l'étude
L'osmorégulation chez les Téléostéens
Au niveau fonctionnel, la branchie, qui doit absorber les ions dans l'eau douce, devient sécrétée dans l'eau de mer. Dans l'eau de mer, au niveau de la membrane basale des ionocytes, la présence du cotransporteur Na+ / K+ / 2Cl- (NKCC) permet les ions chlorure et sodium pour passer du milieu interne (les capillaires sanguins) au milieu intracellulaire.
Osmorégulation et expression de gènes
Le rôle osmorégulateur des aquaporines a également été évoqué chez les poissons (Cerda et Finn, 2010 ; Tipsmark et al., 2010). Un tel mécanisme pourrait également être observé dans les processus d'activation du canal chlore chez Fundulus hétéroclitus (Kültz et al., 2001).
Génétique de l'osmorégulation
Les mécanismes impliqués dans les processus de réaction au stress osmotique, d'acclimatation ou d'adaptation à un environnement salin différent peuvent donc être caractérisés au niveau fonctionnel. Bien que de nombreuses études portent sur l'osmorégulation chez les téléostéens au niveau des mécanismes transcriptomiques et protéomiques, peu d'informations sont actuellement disponibles au niveau génétique.
La truite arc-en-ciel, un salmonidé d’aquaculture
La France, l’Irlande, l’Écosse et le Canada ont également commencé à élever la truite arc-en-ciel en mer. La salinité est très élevée ainsi que les températures élevées (l'élevage est dit dangereux à partir de 16°C), provoquant une mortalité pouvant atteindre 50 à 80 % dans les structures piscicoles. (Harache et Bœuf, 1986).
Les objectifs
L'approche fonctionnelle différentielle, menée dans la première partie de cette thèse, permettra de proposer des gènes candidats pour la réponse à un défi osmotique chez la truite arc-en-ciel et de déterminer la cinétique de réponse et les processus qui se déroulent lors de l'acclimatation de cette truite arc-en-ciel. poissons salmonidés à un environnement hyperosmotique. La deuxième partie de cette étude sera consacrée à la recherche des QTL responsables de la variabilité des capacités osmorégulatrices chez la truite arc-en-ciel.
Analyse transcriptomique
Analyse transcriptomique différentielle
Article transcriptomie différentielle
Analyse transcriptomique différentielle
Time-course study of gill transcriptome during transfer of rainbow trout Oncorhynchus mykiss from freshwater to
Introduction
However, several genomic approaches have recently been developed to provide new information on the molecular mechanisms involved in the sensing, signaling and action pathways involved in response to salinity changes (Prunet et al., 2008). Only a few studies have investigated the kinetics of a salt change reaction (Fiol and Kültz, 2005; Fiol et al., 2006; . Evans and Somero, 2008) but they only looked at early reaction processes.
Materials and methods
Methods for microarray experiments (cDNA microarray production, cDNA target preparation, hybridization, signal processing, data analysis, identity of microarray cDNA clones) were performed as described in detail by Rescan et al. Statistical analysis consisted of a time-by-time and global freshwater versus seawater Significance Analysis of Microarray performed with Sam Microsoft Excel package (SAM, Tusher et al., 2001).
Results and Discussion
HSP90-beta and GRP78 are thought to be involved in the cellular stress response in rainbow trout (Ojima et al., 2005). By similarity, it appears to be involved in protein biosynthesis (Jurss et al., 1992) and acts by binding ribosomes.
Conclusion
Discussion
Les résultats observés au niveau du plasma et des paramètres transcriptomiques permettent d'imaginer la cinétique de réponse physiologique de la truite arc-en-ciel exposée à un environnement hyperosmotique. Ce phénomène s'observe lors de l'acclimatation des poissons osseux adultes à l'eau de mer ou lors de la maturation des individus.
Détection de QTL en lien
Identification de QTL en lien avec l'acclimatation à l'eau de mer
La détection de QTL
Son effet est alors suffisamment significatif pour être détecté avec la seule information phénotypique (Goffinet et al., 1994). Dans le cas plus général où le caractère est contrôlé par une région chromosomique à effet individualisable, sans savoir s'il s'agit d'un ou plusieurs gènes aux effets plus ou moins significatifs, on utilise le terme QTL (Goffinet et al., 1994) (figure 15). ).
Détection de QTL de l'acclimatation à l'eau de mer
- Principe
- Cartographie d’intervalle
- Approche multiQTL
- Analyses multicaractères
- Seuils et intervalles de confiance
- Densité des cartes génétiques et nombre de recombinants, des facteurs limitants
- QTL et aquaculture
- Article QTL
Il s'agit, en une position x du génome, de tester l'hypothèse d'absence de QTL contre celle de présence d'un QTL à cette position. En effet, le nombre de recombinaisons observées affecte directement l’efficacité de la détection des QTL.
Detection of QTL with effects on osmoregulation capacities in the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)
PP: Patrick.Prunet@rennes.inra.fr PLR: Pascale.Leroy@rennes.inra.fr EQ: Edwige.Quillet@jouy.inra.fr.
ABSTRACT
Background
LR lines are expected to vary according to corticotropic axis responsiveness and thus 98. Group j is a fixed effect of date j in weighing (2 levels, as after the challenge 2 fish 208 . were rearranged into 2 groups that were slaughtered with several weeks late) 209.
Results
The QTL on RT10 for chloride concentration at the second strain was confirmed at the first 306. Considering the levels of significance and the consistency of the 356. results among unitrait and multitrait analyzes were five QTL for ionic concentrations 357. which affects chloride and sodium at both stresses ) is the most significant.
Discussion
HR and LR fish provide a valuable tool to obtain a better understanding of 428. On the other hand, it is worth emphasizing than in our study we find no salinity 478.
Authors' contributions
However, when the fish were exposed twice to the salinity challenge (24 h at 502 . 30‰ salinity) separated by a 2 week recovery period, plasma Na+ and Cl- levels were not 503. It is possible that this difference is linked to the fact that, in rainbow trout, plasma 506.
Acknowledgements
TPG monitored the production and 528th management of fish, performed the salinity challenge and sampling. test and shared the preparation of the manuscript. PLR wrote update versions of the QTLMap 530. software, supervised QTL analyses, and participated in drafting the manuscript. of the entire study, participated in its design and coordination and was involved in the preparation of the 532.
Legend of figures
Additional files
Discussion
Parmi les loci détectés, les groupes de liaison RT4, RT5 et surtout RT10 et RT19 détectés comme porteurs de QTL dans les deux défis et pour les deux ions semblent jouer un rôle clé dans l'acclimatation des poissons à l'eau de mer. Cela pourrait expliquer qu'en considérant uniquement les résultats univariés, un seul groupe de liaison, RT19, présente un QTL commun pour les deux ions.
Détection d'eQTL en lien
Identification d'eQTL en lien avec l'acclimatation à l'eau de mer
Cartographie fine de QTL: utilisation des données d'expression de gènes
- Concept et origine
Les investigations menées au niveau de la variation quantitative de la transcription des gènes ont amorcé l'ouverture de la boîte noire reliant le génotype au phénotype (Gibson et Weir 2005 ; Prud'homme et al., 2007). La cartographie des locus de traits quantitatifs d'expression (eQTL), qui combine profils transcriptionnels et méthodes de cartographie génétique, permet donc de rechercher l'architecture génétique impliquée dans la régulation des gènes et de quantifier l'héritabilité de ces facteurs de régulation (Petretto et al., 2006 ; Schadt et al. al., 2006 ; Schadt et al., 2003 ; Vuylsteke et al., 2006 ; Wayne et McIntyre, 2002).
Détection d'eQTL de l'acclimatation à l'eau de mer
Classification des régions eQTL
Parmi les eQTL détectés dans les différentes études réalisées jusqu'à présent, un classement est effectué par les auteurs pour préciser la localisation de la région régulatrice par rapport au gène dont l'expression est régulée ou le niveau d'importance de la région eQTL. . Si les deux premiers définissent respectivement que la région régulatrice de l'expression d'un gène est située à proximité ou à distance de la position physique de ce gène, le troisième indique un locus qui régule les niveaux d'expression de plus de 25 gènes (Gibson et Weir, 2005 ; Morley et coll., 2004).
Prétraitement des données d’expression
L'utilisation des termes cis- et trans-eQTL, qui peuvent prêter à confusion quant à leur signification biologique en raison de leur utilisation en biologie moléculaire pour définir des séquences promotrices de gènes (séquence cis) ou l'action de facteurs de transcription sur une séquence cis (facteur trans) , l'utilisation des noms locaux et distants appropriés est préférée eQTL (Rockman et Kruglyak, 2006). Les QTL fantômes peuvent être détectés si les corrections préalables pour les effets individuels en série ne sont pas adéquates (Alberts et al., 2005).
Facteurs influençant l’expression des gènes
Le nombre de gènes dont l'expression est régulée par au moins un eQTL se situe donc selon les études entre 0,8 et 59 % des gènes examinés (Stranger et al., 2005). Cependant, en moyenne, au moins une région eQTL est détectée pour 10 à 30 % des transcrits analysés (Williams et al., 2007).
Principales stratégies d’utilisation des résultats d’analyse eQTL
Les trois derniers cas aboutissent à l'expression de gènes respectivement décrits comme causal, indépendant et réactif (Schadt et al., 2005). La méthode utilisée consiste à estimer les probabilités de détection de QTL pour le caractère après que celui-ci soit conditionné par le niveau d'expression du gène considéré.
Matériel et méthodes
- Animaux
- Lames de verres Agilent 15k dédiées branchie: Du design à l'utilisation
- Correction des données d'expression
- Analyses des résultats
Pour chaque gène, la moyenne et l'écart type de la distribution des valeurs d'expression ont été calculés. Les valeurs présentant plus de 3 écarts types par rapport à la moyenne de chaque gène ont été considérées comme manquantes (NA).
Résultats
- Contrôle qualité et correction des données
- Description des résultats
- Caractérisation des eQTL
Sur le groupe de liaison RT8, le QTL chlor2 contrôlerait l'expression des gènes SULT2B1 (membre 1 cytosolique 2B de la famille des sulfotransférases), RIOK3 (sérine/thréonine protéine kinase RIO3), Fermt3 (homologue de la famille fermitine 3 URP2), LRP2 (faible densité protéine liée au récepteur des lipoprotéines 2) et BolA1 (protéine 1 de type BolA). Ici, il est démontré que les QTL colocalisés sur le groupe de liaison RT19 régulent l’expression de onze gènes.
