Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / La manière historique de prouver l'efficacité d'un taureau repose principalement sur ses filles reproductrices, ce qui prend généralement plusieurs années avant de savoir s'il s'agit d'un taureau d'élite ou non. Cette situation bénéficierait de notre capacité à identifier des marqueurs prédictifs dès le plus jeune âge des taureaux. La recherche de biomarqueurs pour l'amélioration/prédiction de la fertilité des vaches laitières est un trait économique important. La méthylation de l'ADN et le petit ARNs non-codant dans le spermatozoïdes ont été signalés comme étant hérités par la progéniture et le phénotype spécifique intermédiaire. Par conséquent, le modèle de méthylation de l'ADN et le petit ARN non codant dans les gamètes mâles sont peut-être corrélés avec le phénotype du taureau et pourraient également être hérités par la progéniture, nous émettons donc l'hypothèse que la méthylation de l'ADN et le petit ARN non codant dans le sperme du taureau sont associés à la fertilité du taureau et pourraient également être transmis à la future fille via la fécondation, influençant ainsi la fertilité de la fille. Pour identifier les épibiomarqueurs associés à la fertilité et valider notre hypothèse, nous avons utilisé la plateforme de séquençage de nouvelle génération (NGS) et nous avons comparé le spermatozoïdes de taureau en fonction de l'indice de fertilité du taureau et de l'indice de fertilité de la fille, qui pourraient être utilisés comme critères de phénotype de fertilité. Nous avons déterminé les taureaux ayant une fertilité élevée par rapport à ceux ayant une fertilité plus faible et les filles ayant une fertilité élevée par rapport à celles ayant une fertilité plus faible. Nous avons ensuite utilisé leur spermatozoïdes pour une analyse NGS et avons identifié la méthylation de l'ADN et les petits ARN non codants qui sont associés à la fertilité des taureaux et des filles. Au total, 450 et 252 sites 5'-Cytosine-phosphate-Guanine-3' (CpG) différentiellement méthylés ont été sélectionnés pour être associés à la fertilité des taureaux et des filles, respectivement. Les 10 DMRs les plus significatifs en corrélation avec la fertilité du taureau et la fertilité de la fille ont également été examinés en fonction du classement de la valeur P et du seuil de différence de méthylation. Plus intéressant encore, 67 gènes présentant au moins une région différentiellement méthylée ont été identifiés comme se chevauchant entre la fertilité du taureau et la fertilité de la fille. Parmi ces gènes, les groupes de gènes les plus enrichis sont les familles de récepteurs gustatifs et olfactifs nés dans le sperme, y compris OR5M9, OR8K64, OR7A126 et TAS2R1, qui ont été signalés comme étant impliqués dans la fécondation ou interaction spermatozoïde-ovocyte. En outre, 12 tsRNA nés dans le sperme (11 régulés à la baisse, 1 régulé à la hausse) étaient liés à la fertilité des taureaux et 19 tsRNA (11 régulés à la baisse, 8 régulés à la hausse) étaient liés à la fertilité des filles (q<0,05, Log2 foldchange >+1.5, moyenne de base>50). En outre, 6 miARN nés dans le sperme (2 régulés à la hausse, 4 régulés à la baisse) et 35 miARN (27 régulés à la hausse, 8 régulés à la baisse) sont corrélés avec la fertilité des taureaux et la fertilité des filles séparément (p<0.05, moyenne de base>50, log2 foldchange >+1. 5), deux miARN (miR-2385-5p (régulé à la baisse) et miR-98 (régulé à la hausse)) sont significativement associés (p<0.05, moyenne de base>50, changement log2fold>+1,5) à la fertilité des taureaux et des filles. En conclusion, la méthylation de l'ADN et les petits ARN non codants associés à la fertilité des bovins dérivés du sperme ont été identifiés et ont un grand potentiel pour être utilisés dans la prédiction de la fertilité des bovins, fournissant un outil d'élevage complémentaire aux réalisations génétiques existantes. Par ailleurs, cette étude apporte également de nouvelles connaissances sur l'héritage épigénétique paternel intergénérationnel chez les animaux domestiques. / The historical way to prove a bull mainly relies on their siring daughters, which usually takes several years to know whether they are an elite bull or not. This situation would benefit from our ability to identify predictive markers in bulls' early age. As an important economic trait, searching biomarkers for dairy cattle fertility improvement/prediction is meaningful. Sperm-born DNA methylation and small non-coding RNA had been both reported to be inherited by the offspring and intermediate specific phenotype. Therefore, the DNA methylation pattern and small non-coding RNA in male gametes are possibly correlated with the bull phenotype and might also be inherited by the offspring, so we hypothesize that the DNA methylation and small non-coding RNA in bull sperm are associated with bull fertility, and also might be able to pass to the future daughter via fertilization, therefore, influence the daughter fertility. To identify fertility-associated epi-biomarkers and validate our hypothesis, we used the Next generation sequencing (NGS) platform, and we contrasted bull semen by the bull fertility index and daughter fertility index, which could be used as the fertility phenotype criteria. We classified the bulls with high vs. low fertility and high daughter vs. low daughter fertility. Then we used their semen for NGS analysis and identified DNA methylation and small non-coding RNA that are associated with bull and daughter fertility. In total, 450 and 252 differentially methylated 5'--Cytosine--phosphate--Guanine--3' (CpG) sites had been screened to be associated with bull and daughter fertility, respectively. The top 10 significant bull fertility and daughter fertility correlated Differentially methylated regions (DMRs) were also screened according to P-value ranking and methylation difference threshold. More interestingly, 67 genes that present at least one differentially methylated region were identified to overlap between bull fertility and daughter fertility. Among these genes, the most enriched gene clusters are the sperm-born taste and olfactory receptors families, including OR5M9, OR8K64, OR7A126, and TAS2R1, which had been reported to be involved in sperm-oocyte interactions. Besides, 12 sperm-born tsRNAs (11 down-, 1 up-regulated) were linked to bull fertility and 19 tsRNAs (11 down-, 8 up-regulated) were linked to daughter fertility (q<0.05, Log2foldchange>+1.5, base mean>50). Furthermore, 6 sperm-born miRNAs (2 up, 4 down-regulated) and 35 miRNAs (27 up, 8 down-regulated) are correlated with bull fertility and daughter fertility separately (p<0.05, base mean>50, log2foldchange>+1.5), two miRNAs (miR-2385-5p (down-regulated) and miR-98 (up-regulated)) are significantly associated (p<0.05, base mean>50, log2foldchange>+1.5) with bull and daughter fertility. In conclusion, sperm-derived bovine fertility-associated DNA methylation and small non-coding RNAs have been identified, which have great potential to be used for cattle fertility prediction, providing a complementary breeding tool to the existing genetic achievements. Meanwhile, this study also contributes new knowledge to the paternal epigenetic intergenerational inheritance in domestic animals.

Les ovocytes bovins incubés in vitro reprennent la méiose alors que ceux incubés en présence de mono-couches de cellules de la thèque demeurent au stade de vésicule germinale (GV). Les présentes expériences ont été menées sur des ovocytes bovins afin de mieux comprendre les facteurs impliqués dans le contrôle de la maturation des ovocytes. Les objectives étaient 1) de déterminer si la morphologie du complexe ovocyte-cumulus (COCs) est corrélée avec les cinétiques de la reprise méiotique suivant une période d’arrêt méiotique induite. 2) Étudier la fonction des inhibiteurs de phosphodiesterase (PDE) spécifiques seuls ou en présence de une monocouche des cellules de la thèque sur l’arrêt méiotique des ovocytes bovins. 3) Étudier le rôle de la voie de signalisation de la protéine kinase A et de la protéine kinase C dans la modulation de la reprise méiotique des ovocytes bovins. 4) Faire une caractérisation plus poussée du facteur d’inhibition sécrété par les cellules de la thèque. Ces études démontrent que les COCs bovins reprennent la méiose plus rapidement après une courte période d’arrêt méiotique que les COCs non traités. Les ovocytes atrésiques ou dénudés sont donc moins nombreux au stage de GV au début de la maturation que les COCs sains ou légèrement atrésiques. Les inhibiteurs de phosphodiesterase (PDE) de type 3 ont maintenu les ovocytes bovins en arrêt méiotique alors que les inhibiteurs de type 4 n’ont eu aucun effet. De plus, la combinaison des inhibiteurs PDE et des cellules de la thèque montre un effet additif. Les COCs incubés avec des cellules de la thèque sont restés en arrêt méiotique alors que ceux incubés en présence de cellules de granulosa ont repris la méiose. Les cellules de la granulosa non traitées ont annulé l’effet inhibiteur des cellules de la thèque sur la maturation des COCs bovins. Par ailleurs, les COCs sont restés en arrêt méiotique lorsque des analogues d’AMPc ont été utilisés en conjonction avec des cellules de granulosa et de la thèque. Finalement, le facteur inhibiteur sécrété par les cellules de la thèque dans le milieu conditionné est (a) insensible à la chaleur, aux enzymes protéolytiques et à un traitement au charbon, (b) sensible à un traitement au chloroforme, (c) concentré dans la fraction plus petite que 1000 daltons du milieu conditionné et (d) les patrons de pics chromatographiques sont différents entre le milieu conditionné et le milieu frais. D’autres études seront nécessaires pour l’isolation complète du facteur(s) inhibiteur(s) sécrété(s) par les cellules de la thèque responsable du maintien de l’arrêt méiotique des ovocytes bovins. / Bovine oocytes incubated in vitro resume meiosis, whereas most of those incubated with theca cell monolayers remain at the germinal vesicle (GV) stage. Experiments were carried out using bovine oocytes to understand the factors involved in the control of oocyte maturation. The objectives were 1) to determine whether or not the morphology of cumulus oocyte complexes (COC) is correlated with the kinetics of meiotic resumption following a period of induced meiotic arrest. 2) To investigate the role of type-specific phosphodiesterase (PDE) inhibitors alone or in conjunction with theca cell monolayers on meiotic arrest of bovine oocytes. 3) To study the role of the protein kinase A and protein kinase C signaling pathways in the control of meiotic resumption of bovine oocytes incubated with granulosa cells, theca cell monolayers or both cell types. 4) To further characterize the inhibitory factor secreted by the theca cell monolayers. These studies show that bovine COCs resume meiosis faster following a short period of induced meiotic arrest than untreated COCs. Atretic or denuded oocytes have fewer oocytes at the GV stage at the onset of maturation compared to healthy or slightly atretic COCs. Type 3 phosphodiesterase (PDE) inhibitors maintained bovine oocytes in meiotic arrest, whereas type 4 PDE inhibitors did not have an effect. Furthermore, PDE inhibitors and the theca cell monolayers show an additive effect. COCs incubated with the theca cell monolayer remained in meiotic arrest, whereas those incubated with granulosa cells resumed meiosis. Untreated granulosa cell abrogate the inhibitory effect of the theca cell monolayers on the maturation of COCs. However, COCs remain in meiotic arrest when cAMP analogs are used in conjunction with both granulosa and theca cells. The inhibitory factor(s) secreted by the theca cell monolayers is (a) not sensitive to heat, proteolytic enzymes and charcoal treatment, (b) sensitive to chloroform treatment, (c) has a Mr less than 1000 daltons and (d) the patterns of chromatographic peaks are different in conditioned medium and fresh medium. Further work is needed to fully isolate and identify the factor produced by the theca cells responsible for maintaining bovine oocytes in meiotic arrest.

Durant la croissance, les ovocytes emmagasinent des quantités importantes d’ARNm maternel dans leur cytoplasme. Ces ARNm pourront plus tard être traduit en protéines afin de soutenir la maturation ovocytaire et le développement précoce et ce, jusqu’à l’activation du génome de l’embryon qui est une étape cruciale du développement. Trois catégories d’ARNm peuvent être distinguées durant cette période : les ARNm emmagasinés, les ARNm en voie de traduction (ARNm polyribosomaux) et les ARNm voués à la dégradation. De ces trois catégories, seuls les ARNm polyribosomaux ont un impact direct sur la physiologie cellulaire sous-jacente. Dans cet ouvrage, j’ai développé une méthode permettant d’isoler les ARN polyribosomaux afin de faciliter l’étude de la physiologie de l’ovocyte et de l’embryon précoce. Cette méthodologie a permis de découvrir plusieurs faits très intéressants portant sur le métabolisme énergétique et la synthèse protéique durant la maturation ovocytaire. Les cinq complexes mitochondriaux ainsi que la production énergétique sont fortement diminués durant la maturation ovocytaire. L’impact direct d’une telle inhibition se traduit par une réduction de la production d’ATP par la mitochondrie et l’initiation d’une quiescence dans l’ovocyte entraînant une diminution importante des capacités traductionnelles. Ces découvertes m’ont amenés à m’enquérir de la présence de mécanismes alternatifs dans l’ovocyte permettant de soutenir les besoins énergétiques durant la maturation. Le transfert de molécules telles que l’AMP et l’AMPc provenant des cellules du cumulus ainsi que la récupération des AMP libérés au moment de la dégradation de la queue poly(A) des ARNm maternels semblent être deux mécanismes d’importance permettant de soutenir les besoins énergétiques de l’ovocyte. Il semble donc que la maturation ovocytaire représente une période de préparation à la fécondation caractérisée par une maturation nucléaire, cytoplasmique et moléculaire mais également une période d’entrée en quiescence et de ralentissement métabolique afin de survivre aux nombreuses heures d’attentes précédent la fécondation et avant l’activation du génome embryonnaire. / During growth, oocytes store large quantities of maternal mRNAs within their cytoplasm. These mRNAs can then be translated into proteins at different times to sustain oocyte maturation and early development, up until a crucial step in development: the embryonic genome activation. Three categories of mRNAs can be identified during this period: stored mRNAs, mRNAs in the process of being translated (polyribosomal mRNAs) and mRNAs fated for decay. Of these three categories, only polyribosomal mRNAs have an impact on the underlying cell physiology. Within this text, we have developed a method to isolate polyribosomal mRNAs to facilitate the study of oocyte and early embryo physiology. This methodology allowed us to investigate the energetic metabolism of mitochondria and protein synthesis during oocyte maturation. All five mitochondrial complexes as well as energy production are strongly incapacitated during oocyte maturation. The direct impact of such an incapacitation is a limitation of ATP production by mitochondria and the initiation of quiescence within the oocyte which results in an important diminution of translational potential. These discoveries caused us to start inquiring about the presence of alternative mechanisms which could sustain the energetic needs of the oocyte during maturation. The transfer of molecules such as AMP and AMPc from the cumulus and the salvage of AMPs freed during the degradation of the poly(A) tail of maternal mRNAs appear to be two important mechanisms which could sustain the energetic needs of the oocyte. Thus, it seems that oocyte maturation represents not only a period of preparation for fertilization through a nuclear, cytoplasmic and molecular maturation but also a period of entry into quiescence and metabolic slow down in order to survive the long wait before fertilization and subsequent embryonic genome activation.

La protéine Spam-1, qui est présente à la surface des spermatozoïdes, faciliterait le passage des gamètes mâles à travers le cumulus, en coupant les liens d’acide hyaluronique présents entre les cellules, et serait impliquée dans le processus de liaison secondaire des spermatozoïdes à la zone pellucide de l’ovule. Le but de cette étude, par la construction de protéines recombinantes fluorescentes contenant la séquence des différents domaines fonctionnels de Spam-1, est de démontrer que la protéine spermatique bovine Spam-1 se lie directement à la zone pellucide de l’ovule et de clairement démontrer que c’est la partie C-terminale de la protéine qui est impliquée. Les résultats obtenus dans le présent mémoire permettront de déterminer l’importance de Spam-1 dans la liaison du spermatozoïde à l’ovule au moment de la fécondation et ainsi de mieux caractériser les mécanismes d’interaction sperme/ovule. / Spam-1 is a sperm surface protein that would help the spermatozoa going through the cumulus, disrupting the hyaluronan around the egg. It would also have a role to play in the secondary binding of the spermatozoa to the zona pellucida of the oocyte. The aim of the present study, by the construction of various fluorescent recombinant proteins containing the sequences of the different domains of Spam-1, is to clearly demonstrate that bovine spermatic Spam-1 protein is directly implicated in the secondary binding of the spermatozoa to the zona pellucida and to show that the C-terminal domain is implicated. The results of this study are going to determine the importance of Spam-1 in the spermatozoa binding to the zona pellucida and in getting a better understanding of the mechanisms surrounding the interactions between spermatozoa and oocyte.

En début de lactation, la vache subit un stress important occasionné par l’impossibilité de combler l’ensemble de ses besoins énergétiques par sa consommation exogène. Cette période spécifique se caractérise par une balance énergétique négative, entraîne une utilisation excessive des réserves corporelles de l’animal et représente un défi métabolique important. Ironiquement, depuis maintenant plus de 40 ans, le système incite les producteurs laitiers à effectuer l’insémination au jour 60 post-partum, c’est-à-dire au moment où la vache rencontre un déficit métabolique. Ce déficit au moment de la conception aurait un impact chez la progéniture, notamment au niveau épigénétique. Ce projet consiste à documenter l’effet de la balance énergétique négative sur la qualité de l’embryon et, en l’occurrence, à proposer des pistes afin d’améliorer la fertilité des bovins laitiers. La mesure du bêta-hydroxybutyrate (BHB) a été effectuée à partir d’échantillons sanguins entre 45 et 60 jours post-partum sur dix-huit vaches de race Holstein. Selon la mesure obtenue, la vache fut classée comme étant faible ou élevée en BHB, afin d’avoir au moins six vaches par groupe. Après un processus de stimulation ovarien, chaque vache fut inséminée et les embryons, récoltés. Pour chaque vache, deux embryons ont été transférés dans deux primipares, afin de déterminer subséquemment la persistance des marqueurs dans le matériel biologique. Grâce à la plate-forme EmbryoGENE, il fut possible de déterminer l’expression génique ainsi que l’état de méthylation de l’ADN des embryons récoltés. Les résultats obtenus soutiennent l’existence d’une altération du métabolisme énergétique au niveau embryonnaire, notamment par la modification de la voie de signalisation de mTOR ainsi que celle des sirtuines. Cette altération semble se traduire par une dysfonction mitochondriale et une inhibition de la transcription, entraînant un freinage au niveau cellulaire, probablement dû à la programmation de l’embryon à utiliser ses réserves lipidiques lors de conditions importantes de stress. / In early lactation, the cow undergoes an important stress generated by the impossibility of filling its entire energetic needs by exogenous consumption. This is characterized by a negative energy balance, excessive use of animal body reserves and represents an important metabolic challenge. Ironically, for more than 40 years now, the system has been encouraging dairy farmers to inseminate on day 60 postpartum, when the cow has a metabolic deficit. This deficit at the time of conception could impact the offspring, especially at the epigenetic level. This project is meant to document the effect of the negative energy balance on the quality of the embryo and to identify ways to improve the fertility of dairy cows. The beta hydroxybutyrate (BHB) measure was done from blood samples between day 45 and 60 postpartum on eighteen Holstein cows. According to the measure obtained, each cow was classified as low or high in BHB, so as to have at least six cows per group. After an ovarian stimulation process, each cow was inseminated and the embryos were harvested. For each cow, two embryos were transferred in two primiparous cows in order to subsequently determine the persistence of the markers in the biological material. With the EmbryoGENE platform, it was possible to determine the gene expression as well as the methylation status of DNA embryos. The results obtained support the existence of an alteration of the energetic metabolism at the embryonic level, especially by the modification of the signaling pathway of mTOR as well as those of the sirtuins. This alteration appears to result in mitochondrial dysfunction and inhibition of transcription, leading to a reduced activity at a cellular level, probably due to programming of the embryo to use its lipid reserves during severe stress conditions.

Tout au long de sa maturation, l'ovocyte entouré de cumulus baigne dans un liquide appelé liqueur folliculaire. Cette substance est composée de sécrétion des cellules folliculaires, de l'ovocyte et de protéines provenant du sérum. Le but de cette étude est d'identifier des protéines contenues dans la liqueur folliculaire qui serviraient de marqueurs de la qualité des ovules bovins. Pour ce faire, nous avons utilisé cinq groupes de follicules bovins et produit des gels de protéines pour voir la composition protéique de leur liqueur folliculaire. En parallèle, nous avons utilisé les cellules de granulosa des mêmes follicules pour examiner l'expression de gènes codant pour des protéines pouvant se retrouver dans la liqueur folliculaire. Des protéines et des gènes qui ayant un potentiel pour être de bons marqueurs de qualité ont été identifié. Ainsi, ces marqueurs pourront servir à l'amélioration de la fécondation in vitro tant au niveau du choix de l'ovule que du milieu de maturation.

Deux études ont été initiées dans le but d’évaluer les effets du type de fourrages et du rapport fourrage : concentrés sur la synthèse ruminale de vitamines B. Dans un premier essai, huit vaches Holstein ont été alimentées avec une ration contenant de l’ensilage de luzerne ou de l’ensilage de dactyle comme unique fourrage. Dans un deuxième essai, quatorze vaches Holstein ont été alimentées avec une ration à faible taux de fourrages (44.8%) ou à fort taux de fourrages (64.1%). Utiliser le dactyle comme unique fourrage a augmenté les synthèses ruminales de thiamine, riboflavine, niacine et vitamine B6, mais n’a eu aucun effet sur celle de vitamine B12. Utiliser une ration à bas taux de fourrages a augmenté la synthèse ruminale de thiamine et de niacine, mais a réduit celle de la vitamine B12 tout en diminuant la dégradation ruminale de la vitamine B6. Cette étude est une étape vers l’identification de rations qui nécessiteront une éventuelle supplémentation afin d’optimiser la production laitière. / B-vitamins are synthesized by rumen microflora but knowledge on factors affecting this synthesis is very scarce. Two studies were conducted to determine the effects of dietary factors such as family forage or forage-to-concentrate ratio on B-vitamin ruminal syntheses. In study 1, eight Holstein cows were fed with diets containing either alfalfa or orchardgrass silages as sole forage. In study 2, fourteen Holstein cows were fed low-forage (44.8% forage) or high-forage (64.1% forage) diets. Apparent ruminal synthesis of thiamin, riboflavin, niacin and vitamin B6 were greater with orchardgrass silage than with alfalfa silage. Using a low-forage diet increased ruminal syntheses of thiamin, riboflavin and niacin, reduced vitamin B6 degradation, but decreased ruminal synthesis of vitamin B12. These studies are a step towards identification of diets that may require B-vitamin supplementation to optimize milk production of dairy cows.

Au moment de l'éjaculation, les spermatozoïdes sont exposés à des protéines sécrétées par le testicule, l'épididyme, les vésicules séminales et les glandes sexuelles accessoires. Tous ces tissus contribuent, de par leurs sécrétions, à la formation du plasma séminal. Malgré le fait que 70% des protéines totales qui constituent le plasma séminal proviennent de la famille des «heparin-binding proteins», nous avons mesuré de l'activité 3'-5'AMPc-PDE grâce à des essais enzymatiques. Après avoir déterminé les conditions optimales de l'essai (2uL de plasma séminal frais), nous avons mesuré une activité enzymatique de 11.35±0.85 fMol d'AMPc hydrolizé/minutes/u.g de protéines (n=18). De plus, nous avons réalisé la même expérience sur des aliquots du plasma séminal préalablement analysé et conservé à -80°C, après l'avoir décongelé une fois. Les données suggèrent que l'activité enzymatique totale n'est pas altérée dans ces conditions (10.05±3.96 fMol/min/ug protéines (n^lO). Aussi, en déterminant l'activité 3'-5' AMPc-PDE sensible à différents inhibiteurs nous avons constaté que l'activité totale est inhibée de 70% lorsque l'échantillon est en présence d'IBMX (7.16±0.87 fMol/min/ug de protéines), de 20% lorsqu'en présence de Cilostamide (1.68±0.27 fMol/min/ug de protéines) et de 50% lorsqu'en présence de Papaverine (4.8±0.53 fMol/min/ug de protéines). Ceci nous a permis de dresser le profil des PDE contribuant à l'activité totale dans le plasma séminal bovin. Grâce à une technique de chromatographie échangeuse d'ions, nous avons purifié la protéine responsable de l'activité 3'-5' AMPc-PDE prépondérante (PDE 10) dans le plasma séminal bovin. Afin de vérifier sa présence dans les fractions recueillies d'intérêt, nous avons réalisé des analyses d'immunobuvardages en utilisant un anti-PDE10 monoclonal. Les deux bandes immunoréactives détectées ont un poids moléculaire d'approximativement 75kDa et 65kDa. Finalement, nous avons extrait l'ARN des tissus suivants : testicule, tête et queue de l'épididyme et vésicules séminaux afin de vérifier si le transcrit de PDE 10 se retrouvaient dans ceux-ci. Nous avons détecté une bande à la hauteur attendue (502 paire de bases) pour tous les tissus et l'homologie des produits PCR avec la séquence prédite de Bos taurus (XM582454, pubmed) est de plus de 90%.

Ce mémoire s’intéresse au développement folliculaire chez la vache laitière et à l’effet du déficit énergétique sur le fonctionnement de cette structure ovarienne pendant la période post-partum. L’analyse des gènes exprimés dans les cellules folliculaires a permis l’identification de voies de signalisations et de molécules qui sont au cœur des changements observés dans le follicule. La première partie de ce projet porte sur la caractérisation des différents stades de croissance du follicule dominant chez le bovin. La seconde partie porte sur l’effet de l’ampleur du déficit énergétique sur le follicule à 60 jours post-partum, lors de la période critique du pic de lactation. Les résultats de ce projet sont d’un grand intérêt pour la recherche fondamentale sur la reproduction autant que pour la gestion pratique de la fertilité bovine, puisqu’ils éclaircissent certains aspects de la folliculogénèse et proposent des outils intéressants pour améliorer la fertilité de la vache laitière. / This master’s thesis focused on the follicular development in dairy cows and the effects of post-partum negative energy balance on the follicle. Analysis of genes’ transcription in follicular granulosa cells allowed the identification of several molecular pathways and upstream regulators having a great impact on follicular functions. The first part of this project aimed to characterise the different growth stages of dominant follicles in cattle (growth, plateau and atresia). The second part of this project evaluated the impact of the severity of negative energy balance on follicular functions at 60 days post-partum, during the lactation peak. The results provided are of great interest to fundamental reproduction science as well as to practical management of dairy cattle fertility. They shed light on several unknown aspects of folliculogenesis and offer interesting tools to improve post-partum fertility in dairy cattle.

Le colostrum bovin contient de nombreuses molécules biologiquement actives, telles que les immunoglobulines et les facteurs de croissance, qui ont des applications potentielles en tant que produits de santé ou nutraceutiques. L'extraction des composés bioactifs du colostrum se fait généralement selon deux types de procédés : la chromatographic et la séparation sur membrane, qui sont des procédés longs et coûteux. Bien souvent, la séparation des composés bioactifs du colostrum exige aussi la précipitation et l'élimination des micelles de caséine avant toute autre opération de fractionnement, ce qui alourdi les procédés d'extraction. Le but de cette recherche était donc de développer une nouvelle approche technologique de fractionnement en utilisant le potentiel du colostrum bovin pour la fabrication d'ingrédients enrichis en facteurs de croissance. La séparation des micelles de caséine a aussi été étudiée puisque qu'elle est un préalable au fractionnement du colostrum. Les résultats démontrent que l'addition au colostrum bovin de polysaccharides anioniques tels que la carraghénane A, et la pectine à des concentrations respectives de 0,08 % et de 0,3 %, permet de produire du sérocolostrum par précipitation des micelles de caséine. Selon le type de polysaccharide utilisé, il est possible de générer des sérocolostrums appauvris ou enrichis en facteurs de croissance, comparativement au colostrum initial. L'analyse des profils protéiques révèle aussi une séparation sélective des protéines sériques. Ces résultats autorisent deux méthodes de fractionnement des facteurs de croissance dépendamment de la voie choisie : concentration des caséines ou du sérocolostrum. Des essais pilote ont été effectués afin d'évaluer les possibilités de mise à l'échelle et de transfert des approches proposées pour la fabrication d'ingrédients enrichis en facteurs de croissance. Les résultats mettent en évidence des différences sur les divers ingrédients fabriqués notamment au niveau des teneurs en facteurs de croissance et de la bioactivité. Le type de colostrum utilisé, commercial ou natif, a aussi son importance puisque des différences sont observées au niveau des caractéristiques des ingrédients enrichis générés. Mais les résultats montrent qu'il est possible de produire des ingrédients enrichis en facteurs de croissance à grande échelle et ce, d'une manière simple. La bioactivité des ingrédients générés laisse entrevoir la possibilité d'utiliser ces ingrédients comme produits de santé car ils sont actifs dans des modèles de prolifération cellulaire. Cela offre des solutions alternatives aux traitements traditionnels de certaines maladies de la peau comme le psoriasis.