Marqueurs basés sur des polymorphismes .1 CAPN1

Le gène CAPN1 code une protéase à cystéine, la -calpaïne. Cette protéine dégrade les protéines myofibrillaires durant la phase de protéolyse lors de la maturation (voir la partie sur la tendreté). Des études ont vérifié si le gène CAPN1 pouvait constituer un bon marqueur de la tendreté (Page et al 2002). Ce gène, localisé près des télomères du chromosome BTA29, est organisé en 22 exons et 21 introns pour une taille de 30kb. Tous les exons ont été séquencés pour étudier les variations alléliques chez une race hybride Piémontaise X Angus. Cela a abouti à l’identification de 5 SNP dans les exons. Deux sont responsables d’un changement d’acide aminé dans la séquence protéique. Le premier concerne un codon GCC (alanine) en codon GGC (glycine) dans l’exon 9, pour l’acide aminé 316. Le second changement est constitué du codon GTC (valine) en codon ATC (isoleucine) dans l’exon 14, pour l’acide aminé 530. Des analyses ont montré qu’un allèle (allèle 1) contient l’alanine en position 316 (A³¹⁶) et la valine en position 530 (V⁵³⁰) tandis qu’un second allèle (allèle 2) contient la glycine en position 316 (G³¹⁶) et l’isoleucine en position 530 (I⁵³⁰). L’allèle 1 a été associé à une augmentation de la tendreté. Les vaches de race Limousine séquencées dans cette étude ont l’allèle 2, défavorable à la tendreté (Page et al 2004).

Une étude menée par White et al (2005) a abouti à l’identification d’autres SNP au sein du gène CAPN1 dans des races de Bos indicus, les SNP trouvés par Page et al n’étant pas pertinents pour cette espèce. Trois marqueurs ont été identifiés : le marqueur 4751, 4753 et 530. Le marqueur 4751 est le plus corrélé à la tendreté et son utilisation avec le SNP316 de

Page et al (2002) est recommandé par White et al (2005), à la fois chez Bos indicus et Bos

taurus.

L’étude de Barendse et al (2007) pondère l’implication de ces marqueurs de la tendreté en fonction des races utilisées. Selon cette étude, la pertinence des SNP est race-spécifique. Ainsi, les polymorphismes détectés et recommandés en utilisation commerciale sont significatifs dans des races Belmont Red ou Angus, mais pas en ce qui concerne les races bovines purement européennes.

Introduction bibliographique

58 IV.2.1.2 CAST

Le gène CAST code pour la calpastatine, un inhibiteur de la - et la m-calpaïne, qui sont deux enzymes impliquées dans la protéolyse post-mortem et donc la tendreté. Ainsi, l’activité de CAST a été corrélée à une réduction de la tendreté de la viande (Schenkel et al 2006). Ce gène CAST a été localisé dans le chromosome BTA7.

Il existe un polymorphisme en position 257 du gène CAST. Il s’agit d’une transversion G/C. L’étude menée par Schenkel et al (2006) a montré qu’il existe une relation entre la tendreté et la nature des allèles pour le gène CAST. Ainsi, à 21 jours post-mortem, sur le muscle Semitendinosus, les homozygotes CC pour le gène CAST présentent une viande significativement plus tendre (62 %) que les homozygotes GG. Les hétérozygotes CG montrent une valeur de tendreté intermédiaire. Les animaux homozygotes CC seraient plus favorables à l’obtention d’une viande plus tendre. Les deux allèles C et G ne sont pas répartis de manière uniforme dans les populations. Ainsi, la fréquence de l’allèle C dans la race Limousine (28 animaux testés) est de 73,2 %. Ce biais de distribution de l’allèle dans une race à viande pourrait résulter des programmes de sélection employés de manière empirique par les éleveurs.

D’autres polymorphismes de type SNP ont été trouvés, notamment par l’étude de Barendse et al (2007). Le SNP en position 155 concerne une transition C vers T ce qui change l’acide aminé proline en leucine et donc la profil d’hydropathie de la protéine. Ce changement est associé à une variation de la tendreté. Un SNP en position 1487 concerne également une transition de C vers T, ce qui change l’acide aminé alanine en valine. Ce SNP est associé à une variation de la tendreté. D’autres SNP ont été identifiés, ayant des effets plus ou moins marqués sur la tendreté, en fonction de l’impact qu’ils produisent sur la protéine et sa fonction. En effet, les différents domaines de la calpastatine n’ont pas la même incidence sur le mécanisme d’inhibition de la calpaïne, et des SNP affectant le domaine d’interaction calpaïne-calpastatine auront un effet fort sur la tendreté, tandis que les SNP sur les domaines charnières de la calpastatine n’auront pas ou peu de conséquences.

IV.2.1.3 LOX

Le gène LOX, positionné sur le chromosome BTA7, code pour une lysyl-oxidase. Celle-ci forme des liaisons entre les fibrilles de collagène, sur les résidus lysines et hydroxylysines. La nature et la quantité de ces liaisons sont des facteurs intervenant dans la tendreté de la viande en modifiant la solubilité du collagène (voir la partie sur la tendreté). D’après Barendse (2002), le polymorphisme de ce gène constitue un marqueur de la tendreté. Il existe deux

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59 allèles du gène LOX retrouvés dans toutes les races de cette étude (Angus, Belmont Red, Brahman, Hereford, Santa Gertrudis, Shorthorn) à des fréquences différentes. Les individus hétérozygotes montrent des valeurs de tendreté extrêmes, ce qui suggère que ce locus est dominant.

IV.2.1.4 Tests commerciaux de la tendreté

Suite aux études ayant identifié des polymorphismes dans des gènes de la tendreté, des sociétés ont mis au point des tests permettant de prédire la tendreté de la viande produite par les animaux, à partir du génotype de ces derniers.

IV.2.1.4.i Test GeneSTAR Tenderness

C’est un test mis au point par les compagnies Bovigen (USA) et CatapultGenetics (Nouvelle-Zélande).

Ce test de tendreté utilise 3 SNP. Le premier, CAST-T1, est un SNP en position 2959 dans la région 3’UTR du gène CAST, codant la calpastatine. Il concerne la transition G/A. Le second SNP, CAPN1-T2-316, est situé dans la base 5709 de l’exon 9 du gène CAPN1, codant la calpaïne. Il provoque une transversion G/C, ce qui change l’acide aminé 316 de la -calpaïne. Le troisième SNP, CAPN1-T3-4751, est situé dans un intron (entre l’exon 17 et 18) en position 6545 dans ce même gène. Il concerne la transition C/T.

IV.2.1.4.ii Test Igenity TenderGENE

C’est un test commercialisé par la compagnie Igenity (USA). Il utilise les mêmes SNP que GeneSTAR pour la -calpaïne (CAPN1-T2 et CAPN1-T3) mais utilise le SNP UoG-CAST, situé dans le gène CAST, en position 282 dans un intron (entre l’exon 5 et 6). Il s’agit d’une transversion G/C.

IV.2.1.4.iii Mode opératoire

Pour l’éleveur, il suffit de prélever des poils de la queue du bovin à analyser (Figures 31A et 31B). Il doit faire attention à bien conserver les bulbes des poils, car ce sont ces cellules qui serviront à l’analyse. L’éleveur collecte les poils, environ 15 à 30 par animal, dans un collecteur en plastique prévu à cet effet (Figure 31C). Les bulbes sont protégés par l’enveloppe plastique, qui est ensuite envoyée à la société commercialisant le kit. C’est elle qui se charge de l’analyse des génotypages.

Le protocole exact des génotypages réalisé par les sociétés n’est pas disponible. Cependant, la technologie des puces à ADN, permettant une analyse rapide d’un grand

Figures 3

1

A et 31B. Prélèv

ement des poils de

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lisation

d’un test de prédiction de la tendr

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Les bulbes doivent être présents.

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60 nombre d’échantillon, est certainement employée. Les résultats des génotypages sont envoyés à l’éleveur avec les prédictions sur la tendreté de la viande de l’animal (Figure 32), en utilisant une table de score en fonction des génotypes (Tableau 2).

L’étude de Van Eenennaam et al (2007) a montré que ces deux tests sont fiables en ce qui concerne le muscle Longissimus lumborum et pour les races Hereford, Brahman et les croisés Charolais X Angus. Mais cette étude précise également que les races, le contexte environnemental et les modes de production agissent sur l’impact des différents marqueurs sur le phénotype final. Les études de validation d’un test sur une race et dans un contexte donné, en l’occurrence aux USA, ne sont donc pas fiables pour les autres filières, par exemple la filière française. Cela montre la nécessité de développer des tests adaptés aux conditions d’élevage spécifiques du système français.

IV.2.2 Marqueurs basés sur la variation d’expression des gènes