Détermination génétique des animaux

Les techniques de génétique moléculaire donnent des perspectives d’identification et de traçabilité des individus et de leurs produits sous forme d’« empreintes génétiques » (« DNA fingerprinting »). En effet, d’une part, toutes les cellules d’un animal possèdent la même information génétique et d’autre part, celle-ci

est propre à l’individu. L’analyse des microsatellites de l’ADN permet d’obtenir une empreinte génétique fournissant une information quasi infaillible quant à l’identité et la parenté des individus. Les microsatellites sont des séquences courtes répétées en tandem et caractérisées par un grand nombre d’allèles (une dizaine) qui diffèrent par le nombre des répétitions. Cette information peut être obtenue à partir de très peu de matériel biologique. Cette méthode s’avère être à l’heure actuelle une méthode fiable, pratique, de coût raisonnable pour identifier, certifier ou authentifier l’origine des produits alimentaires transformés ou non (China et al., 2004).

Jusqu’à présent, l’identification biologique des individus était basée sur des caractères non visibles de l’expression de gènes identifiables (typage des groupes sanguins, analyse du profil électrophorétique de certaines protéines ou enzymes) dont la transmission au cours des générations peut être facilement analysée. Néanmoins, ces marqueurs phénotypiques sont souvent peu polymorphes et, dans les populations dont le taux de consanguinité est plus ou moins élevé, ils peuvent se montrer inadéquats pour les tests d’identité ou de parenté. Par ailleurs, ils ne peuvent être mis en évidence qu’à partir de tissus dans lesquels ils sont exprimés, et généralement à partir d’échantillons fraîchement récoltés.

En raison de la dégénérescence du code génétique (à un acide aminé correspondent plusieurs codons), le polymorphisme présent au niveau de l’ADN constituant les gènes est toujours plus élevé que celui observable au niveau du produit des gènes (les protéines). C’est pourquoi la méthode d’empreintes génétiques est basée sur la mise en évidence des polymorphismes au niveau de l’ADN. Cet ADN, source des marqueurs génotypiques, constitue donc le meilleur matériel d’étude pour différencier les êtres vivants (Portetelle et al., 2000).

Actuellement, on dispose pour la plupart des espèces animales domestiques d’informations de plus en plus complètes sur les microsatellites (« simple sequence repeats » ou SSR), leur composition (souvent la répétition des dinucléotides (dCdA)n/(dGdT)n), leur disposition tout au long du génome, leur nombre, et les séquences qui leur sont adjacentes dans le génome, à l’endroit de leur insertion. Ces séquences adjacentes aux répétitions en tandem peuvent être utilisées pour synthétiser des oligonucléotides qui leur sont complémentaires et qui serviront d’amorce pour l’amplification du microsatellite par la PCR (Polymerase Chain

Reaction). Dès son arrivée au laboratoire, l’ADN de l’échantillon à expertiser et de l’échantillon de référence est extrait par des techniques éprouvées. Les microsatellites recherchés sont amplifiés par PCR avant d’être séparés en fonction de leur taille par une technique électrophorétique. La longueur de ces microsatellites est spécifique à chaque individu et l’ensemble des microsatellites analysés permet alors d’établir un profil unique, une empreinte génétique pour chaque individu (Vos et

al., 1995).

Loftus et al. (1994) ont étudié l’origine et le statut taxonomique des bétails domestiques. Les races de zébus et de taureaux africains ont montré une divergence des séquences plus élevée que celle des races indiennes mais plus basse que celle des races européennes. La distribution géographique et la fréquence des haplotypes de chromosome de Bos taurus et Bos indicus de bétail créole en Amérique du Sud ont été étudiées en utilisant des techniques de cytogénétique et de génétique moléculaire (Giovambattista et al., 2000). La distribution géographique de ce polymorphisme suggère un modèle d’introgression du zébu en Amérique du Sud. Les fréquences les plus élevés sont trouvées dans la population brésilienne dans la partie orientale du continent, alors que ce polymorphisme est absent dans les races uruguayennes et argentines au Sud du continent. Les races boliviennes, au centre du continent, montrent des valeurs intermédiaires. Ce gradient de l’introgression du zébu a pu être expliqué par des événements historiques et des facteurs environnementaux. Dans une autre étude, en réponse à la crise de confiance des consommateurs et à leur régulière désaffection pour la viande bovine, dans le cadre des efforts développés actuellement pour améliorer et sécuriser la traçabilité des bovins, Sancristobal-Gaudy (2000) et son équipe sont parvenus à proposer et à valider une méthode d'identification individuelle des viandes bovines à l'aide de marqueurs moléculaires de type microsatellite. Plusieurs prélèvements ont été effectués sur des jeunes bovins de domaines expérimentaux INRA, in vivo et post

mortem. La détermination des génotypes aux 11 loci, puis la comparaison deux à

deux de ces génotypes à l'aide d'une méthode statistique adéquate prenant en compte les particularités des microsatellites permet de recommander d'une part que le typage soit réalisé sur au moins huit marqueurs pour assurer une traçabilité parfaite, et d'autre part que des précautions indispensables soient prises concernant la qualité des prélèvements et la gestion des échantillons lors d'une mise en œuvre à

grande échelle. Cette approche devrait permettre de sécuriser et de renforcer la nouvelle réglementation sur l'étiquetage des viandes de l'étable à l'étal.

Chez le porc, China et al., (2004) ont développé un système de traçabilité génétique basé sur le séquençage de régions riches en SNPs (simple nucléotide polymorphismes). Ils montrent qu’il est possible d’obtenir le génotype spécifique d’un individu en séquençant deux régions riches en SNPs. De plus, la possibilité d’obtenir un amplicon hybride regroupant les deux séquences permet d’obtenir le génotype par séquençage d’un seul produit de PCR. Cette approche pourrait être utile dans le contexte de traçabilité car il est possible de comparer les génotypes obtenus à partir de tissus différents du même animal.

En aquaculture, l’application de la génomique a été d’une grande utilité pour relier le lien de parenté et l’évaluation de la variabilité. Actuellement, il y a de plus en plus d’applications des marqueurs ADN pour assurer la traçabilité du poisson. Cette approche devient attrayante pour un certain nombre de raisons. Les marqueurs ADN peuvent être génotypés en prenant un échantillon du poisson à n’importe quelle étape de la chaîne de production. Une petite quantité d’échantillon est suffisante pour l’analyse de l’ADN, ce qui permet de travailler sur des poissons vivants. Deux types de marqueurs ADN ont été suggérés pour la traçabilité : les microsatellites et les SNPs. Un nombre considérable des loci des microsatellites sont maintenant disponibles pour le tilapia, la truite arc-en-ciel et le saumon atlantique (Kocher et al. 1988 ; Sakamoto et al., 2000 ; Gilbey et al., 2004) et ont été ou sont développés pour beaucoup d’autres espèces de poisson. Un grand nombre (>1000) de SNPs ont été décrits pour les salmonidés (Smith et al., 2003) et le poisson-chat (He et al., 2003). Les marqueurs microsatellites sont fortement instructifs car on travaille avec beaucoup d’allèles à chaque locus, alors que les SNPs ont typiquement 2 allèles pour chaque locus (Glaubitz et al., 2003).