Cartographie protéique du muscle

Transcription

1 C. MOLETTE

2 Cartographie protéique du muscle Bouley et al., 2004

3 Cartographie protéique du muscle 500 spots détectés 129 protéines identifiées Autres fonctions Voies métaboliques 75 produits de gènes différents Appareil contractile Défense cellulaire Structure cellulaire Bouley et al., 2004

4 Cartographie protéique du muscle Limites Cartographie: inventaire non exhaustif Comparaison inter laboratoire difficile

5 Modifications du protéome liées à des variations génétiques Hypertrophie musculaire Origine: délétion du gène de la myostatine Quelles conséquences sur le protéome musculaire?

6 Modifications du protéome liées à des variations génétiques Hypertrophie musculaire 400 spots protéiques communs 28 spots protéiques différents entre contrôle et homozygote 1 spot protéique différent entre contrôle et hétérozygote Bouley et al., 2005

7 Modifications du protéome liées à des variations génétiques Hypertrophie musculaire Conclusions de l étude : Métabolisme énergétique vers le métabolisme glycolytique rapide Conforme au typage des fibres musculaires par méthode histologique Bouley et al., 2005

8 Modifications du protéome liées à l évolution post mortem du tissu musculaire Evolution de la tendreté de la viande au cours du temps post mrotem Diminution de l intégrité du tissu musculaire

9 Modifications du protéome liées à l évolution post mortem du tissu musculaire 23 spots protéiques différentiellement exprimés Lametsch et al., 2001

10 Modifications du protéome liées à l évolution post mortem du tissu musculaire 18 spots identifiés 9 protéines différentes 3 protéines contractiles: Actine Chaîne lourde de la myosine Troponine T 6 protéines du métabolisme: 5 protéines sarcoplasmiques 1 protéine mitochondriale Lametsch et al., 2002

11 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Tendreté de la viande Lametsch et al., 2003

12 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Tendreté de la viande WB1 : Warner Bratzler, 24 h post mortem WB4 : Warner Bratzler, 4 jours post mortem Lametsch et al., 2003

13 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Couleur de la viande Myoglobine Oxymyoglobine oxydation oxydation Metmyoglobine

14 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Couleur de la viande Sayd et al., 2006

15 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Couleur de la viande Métabolisme plus glycolytique Métabolisme plus oxydatif Sayd et al., 2006

16 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Viandes PSE P = pale S = soft E = exudative couleur pâle viande molle avant la cuisson et dure après cuisson mauvais pouvoir de rétention en eau et aptitude à la transformation Origine: combinaison bas ph température élevée dénaturation des protéines musculaires altération des propriétés organoleptiques des viandes

17 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Viandes PSE chez la dinde NG 5 8 Myosin heavy chain (fragment) actin (fragment) GAPDH Molette, 2004

18 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Viandes PSE chez le porc Origine génétique Mutation du récepteur à la ryanodine N: allèle normal n: allèle muté

19 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Viandes PSE chez le porc Laville et al., 2010

20 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Viandes PSE chez le porc

21 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Viandes PSE chez le porc

22 Modifications du protéome associées à la qualité de la viande Viandes PSE chez le porc

23 Modifications du muscle associées au stress pré-abattage Manipulations avant abattage et abattage Réponses de stress Comportementale Physiologique Physique? Autres voies métaboliques? Structure cellulaire?...? Réserves énergétiques Métabolisme énergétique pm Qualités des viandes

24 Modifications du muscle associées au stress pré-abattage 2h Les animaux + Poulet de chair standard (n=30) Transport-contention Groupe TC Abattage Contrôle Groupe TC Prélèvement de sang Muscles de la cuisse (Tensor fascia latae and Biceps femoris) prélevés 5 min post mortem

25 Modifications du muscle associées au stress pré-abattage Analyse protéomique Cibles: Protéines solubles (n=8) MW 5 8 Résultats 45 spots différentiellement exprimés: 11 spots sur-exprimés dans le groupe TC 14 spots sous-exprimés dans le groupe TC 20 spots absents des gels des animaux TC 35 spots identifiés par MALDI-ToF-MS 29 protéines uniques

26 Modifications du muscle associées au stress pré-abattage Analyse protéomique Regroupement des protéines identifiées par voie métabolique/fonction 29% 37% glycolyse autre métabolisme structure 14% autres 20%

27 Modifications du muscle associées au stress pré-abattage Analyse transcriptomique Puce générique poulet 20K ( oligonucléotides) (n=6) Processus de filtrage des données brutes gènes exprimés dans le muscle de la cuisse (~35%) Normalisation avec la procédure «robustspline Test T: p 0.01 FDR: p 0.2 Ratio absolu transcrits différentiellement exprimés

28 Modifications du muscle associées au stress pré-abattage Analyse transcriptomique Regroupement des gènes différentiellement exprimés par voie métabolique/fonction 39 transcrits correspondent à des gènes uniques annotés 16 restent inconnus 15% 5% protéolyse 8% 10% 5% 18% 13% 18% 8% transport (protéines, ions ) structure musculaire transcription autre vie cellulaire glycolyse transduction de signal inconnue

29 ** Modifications du muscle associées au stress pré-abattage Analyse métabolomique de métabolites ciblés ** ** ** TR C Ratio 12 C/ 13 C 6PG E4P G1P F1P G6P F6P M6P Fumarate Succinate Malate AKG PEP 2/3 PG Citrate 1,3bPG F1,6bP AMP ADP ATP IMP R1P R5P

30 Modifications du muscle associées au stress pré-abattage Intégration des données Ingenuity Pathways Analysis (Ingenuity Systems INC) protéome transcriptome métabolome Dégradation du glycogène: Glycogen phosphorylase Légende : En rouge : transcrits différentiellement exprimés En vert : protéines différentiellement exprimées En bleu : métabolites différentiellement quantifiés PDK4

31 Modifications du muscle associées au stress pré-abattage Intégration des données Ingenuity Pathways Analysis (Ingenuity Systems INC) transcriptome protéome Voie de la glycolyse et régulation de la transcription Polymérisation et stabilisation de l actine Score: 62 Nb de gènes/protéines: 30 Légende : En rouge : transcrits différentiellement exprimés En vert : protéines différentiellement exprimées Interaction directe Interaction indirecte

32 Modifications du muscle associées au stress pré-abattage Utilisation de plusieurs approches «omique» apportent des informations complémentaires Stress de transport-contention : Inhibition de la voie de la glycolyse! Résultats confirmés par d autres analyses Mécanismes de régulation? Modification de la polymérisation/stabilisation des filaments d actine: Résultat original dans le tissu musculaire Mécanismes? Conséquences physiologiques?

33 Références bibliographiques Bouley et al., 2004, Proteomics, 4, Bouley et al., 2005, Proteomics, 5, Lametsch et al., 2001, J. Agric. Food Chem., 49, Lametsch et al., 2002, J. Agric. Food Chem., 50, Lametsch et al., 2003, J. Agric. Food Chem., 51, Molette, 2004, Doctorat, INPT Sayd et al., 2006, J. Agric. Food Chem., 54,