Le pâturage, principal mode d’alimentation en zone tropicale, est souvent dévalorisé car il est associé à des performances animales jugées insuffisantes, et peut avoir des effets néfastes sur l’environnement. Même si l’alimentation à l’auge permet de meilleures productions, ce mode de conduite présente également des inconvénients, en termes d’investissements, de rentabilité économique, d’impact des rejets sur l’environnement et de qualité des produits. Une intensification de la conduite au pâturage semble donc une voie d’avenir, mais nécessite une meilleure connaissance de ce mode de conduite et de ses conséquences sur l’alimentation et les performances des animaux. Il apparait également nécessaire de comparer l’élevage au pâturage et à l’auge sur des critères homogènes, en dissociant les composantes de ces modes de conduite.L’objectif de la thèse est d’évaluer et de comparer la conduite au pâturage et la conduite hors sol, en tenant compte également de la distribution ou non de concentré, sur l’alimentation, la croissance, les caractéristiques d’abattage et la consommation d’eau. Dans un premier temps, nous avons étudié au cours d’une expérimentation, les effets de ces deux modes de conduite sur la croissance, les caractéristiques d’abattage et de carcasse de taurillons Créoles abattus à deux âges (précoce vs tardif). Les taurillons à l’auge avaient une croissance plus rapide, des poids de carcasse plus élevés, ainsi que des carcasses plus grasses. Nous avons observé qu’abattre plus tardivement au pâturage (17 et 21 mois vs 14 et 17 mois à l’auge), permettait d’atteindre des poids finaux similaires à ceux obtenus à l’auge et des carcasses de meilleure qualité, plus riche en muscle. Nous avons expliqué la majorité de nos résultats par les effets combinés des modes de conduite et de l’alimentation et avons voulu étudier leurs effets respectifs. Dans un second temps, l’étude des effets du mode de conduite a été faite dans un premier temps, par le biais d’une méta-analyse. Les performances des animaux à l’auge étaient meilleures qu’au pâturage, mais ces effets dépendaient de la stratégie de complémentation. De cette méta-analyse est également apparu le manque d’études auge vs pâturage sur l’alimentation et à ration égale. Afin d’étudier les effets respectifs du mode de conduite et de la stratégie de complémentation, un dispositif analytique avec des taurillons élevés à l’auge et au pâturage complémentés ou non avec du concentré a été mis en place. Dans un premier temps, une étude méthodologique menée grâce à ce dispositif nous a permis d’identifier que la SPIR permettait la meilleure estimation de la dMO, l’OMI et la MODI au pâturage. Les résultats de l’étude analytique ont montré que les animaux au pâturage utilisaient mieux leur alimentation pour leur croît que ceux à l’auge et la stratégie de complémentation influençait davantage ces variables que le mode de conduite. Avec une stratégie de complémentation appropriée, les animaux au pâturage peuvent atteindre des performances similaires à celles obtenues à l’auge. / Grazing, main way of feeding ruminants in the tropics, is often undervalued because it is associated with animal performance deemed insufficient, and may have adverse effects on the environment. Even if stall feeding allows better production, this way of feeding has drawbacks in terms of investment, profitability, impact of emissions on the environment and product quality. Intensification of grazing seems a way forward, but requires a better understanding of this way of feeding and its impact on feeding and animal performance. It also appears necessary to compare grazing and stalls feeding on homogeneous criteria, separating the components of these modes of management.The aim of the thesis is to evaluate and compare stalls and pasture feeding environment, taking into account also the distribution or not of concentrate on feeding, growth, slaughter characteristics and water consumption. At first , we studied in an experiment , the effects of these two feeding systems on growth, slaughter and carcass characteristics of Creoles bulls slaughtered at two ages (early vs. late ). Bulls fed in trough grew faster, had greater carcass weight and fatter carcasses. We observed that a later slaughter of grazing animals (17 and 21 months vs. 14 and 17 months in stalls), allowed to reach final weights similar to those obtained in stalls and carcasses richer in muscle. We explained most of our results by the combined effects of feeding environment and complementation strategy and wanted to study their effects. In a second step, the study of the effects of feeding environment was made in first instance, through a meta-analysis. Stalls fed animals had greater performances than pasture fed ones, but these effects depended on complementation strategy. This meta-analysis also highlighted the lack of knowledge on intake and digestibility at pasture, which is a limitation on attempts to compare with measurements carried out in trough-fed animals. To investigate the relative effects of feeding environment and complementation strategy, we conceived an analytical trial with Creole bulls reared in stalls and at pasture, supplemented or not with concentrate. First of all, this analytical trial was the support of a methodological study, which identified that the NIRS method allows the best estimate of the OMD, OMI and DOMI at pasture. The analytical trial showed that grazing animals had better feed efficiency feed for their growth than stall fed ones and complementation strategy influenced more these variables than feeding environment. With an appropriate strategy for complementation, grazing animals can achieve similar performance to those obtained at the trough.

Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) est l’agent pathogène responsable de la maladie de Johne qui est aussi connue sous le nom de paratuberculose. Cette maladie affecte principalement les ruminants, mais également d’autres animaux d’élevages et sauvages. Les mécanismes de pathogenèse de la paratuberculose sont toujours peu compris, mais il est connu que MAP est capable de s’évader du système immunitaire de son hôte pendant plusieurs années en utilisant les macrophages comme réservoir principal. L’effet de MAP dans l’infection des macrophages est souvent étudié en utilisant des vaches saines ou encore infectées de façon expérimentale, mais les études sur l’effet à long terme de la paratuberculose en étudiant les macrophages de vaches atteintes sont manquantes. Dans mon projet, le transcriptome de macrophages primaires dérivés des monocytes circulants infectés in vitro par MAP a été analysé par séquençage haut débit de l’ARN (RNA-seq). Des différences importantes dans les interactions hôtes-pathogènes ont été observées dans les signatures d’expression génique des vaches diagnostiquées comme négatives ou positives. Ces modifications mettent en lumière la mise en place de processus durables dans l’établissement de la paratuberculose. Les modifications clés observées lors de mon projet sont un débalancement immunométabolique, un changement dans l’homéostasie du cholestérol et des lipides intracellulaires, ainsi qu’un patron d’expression génique associé à l’établissement d’une tolérance mémoire chez les macrophages. En effet, les résultats obtenus lors de ce projet consolident l’hypothèse selon laquelle MAP pourrait induire un état de type tolérance dans les monocytes sanguins périphériques circulants lorsqu’ils se différencient en macrophages. De ce fait, MAP pourrait promouvoir davantage la persistance de la maladie en influençant le comportement des macrophages à long terme. Cette étude contribue à une meilleure compréhension du contrôle de MAP sur les cellules immunitaires et de ses mécanismes de survie.

La qualité des carcasses et des viandes bovines dépend de l’équilibre entre les masses musculaires et adipeuses qui conditionnent le poids de carcasse et son rendement (composition en muscle et en gras), mais aussi la qualité sensorielle de la viande (tendreté, jutosité et flaveur). Comprendre comment contrôler le rapport des masses de muscle relativement à celles des tissus adipeux (TA) représente donc un enjeu majeur pour les filières de viande bovine. Ce rapport dépend du nombre et du volume des cellules musculaires et adipeuses. Ces propriétés sont sous le contrôle d’événements cellulaires se mettant en place précocement chez le bovin puisque le nombre de cellules musculaires est fixé dès l’âge 180 jours post-conception (jpc) chez le fœtus. Des analyses de l’évolution des protéomes de ces deux tissus, au cours de la vie fœtale ont produit des données originales mais insuffisantes. En outre, il n’est pas toujours aisé d’extraire ou de générer une information biologique pertinente à partir d’expérimentations de génomique. Ceci est particulièrement vrai chez les ruminants, car ils sont peu annotés dans les bases de données et peu de ressources bioinformatiques leur sont dédiées. Dans ce contexte, notre objectif était de concevoir un serveur web « tout en un » permettant une fouille des données de génomique chez le bovin afin d’améliorer les connaissances sur les mécanismes associés à la croissance par hyperplasie et par hypertrophie des tissus musculaire et adipeux. Aussi, nous avons organisé notre travail de thèse en deux axes. Un outil d’analyse de données de génomique, dédié aux ruminants (bovin, ovin et caprin) nommé ProteINSIDE (www.proteinside.org) a été développé. En une seule requête, il synthétise l'information biologique stockée dans les bases de données publiques ou fournie par les annotations fonctionnelles issues de l’ontologie des gènes. Il prédit aussi les protéines qui sont sécrétées (sécrétome des tissus) et qui interviennent dans la signalisation entre les cellules ou tissus. Il lie les protéines selon leurs interactions moléculaires afin d’identifier et de visualiser celles qui contribuent à un même processus biologique et celles qui sont centrales à un processus biologique. ProteINSIDE a été testé avec des jeux de données de 1000 protéines par espèce et a été comparé avec succès à DAVID, BioMyn et AgBase, conçus pour la recherche d'information et l'annotation, ainsi qu'à PrediSi et Phobius qui prédisent les protéines sécrétées. ProteINSIDE a été appliqué à l’analyse des protéomes des tissus musculaires et adipeux. Une première analyse des données relatives à l’ontogenèse des tissus, a révélé des liens entre des protéines présentes dans les deux tissus fœtaux et des protéines impliquées dans les processus d’autophagie. Dans une seconde étude, nous avons décrit les protéomes des deux tissus à 140 jpc. Nous avons identifié 514 protéines musculaires et 752 protéines adipeuses, dont 346 communes. Ces protéines interviennent par exemple dans la régulation négative de l’apoptose, dans les processus d’autophagie, dans la régulation de la prolifération cellulaire et dans la voie de signalisation Wnt. Nous avons identifié 47 et 93 protéines potentiellement sécrétées par le muscle et le TA, dont 24 communes. L’intégration des connaissances sur les protéines sécrétées avec celles disponibles pour le « surfaceome » a suggéré des protéines qui participeraient au dialogue muscle-TA. Nous avons donc produit un serveur web pour la fouille de données de génomique non seulement chez le bovin, l’ovin, le caprin, mais aussi chez l’homme, le rat et la souris. Ce type de serveur devrait être particulièrement utile à la communauté scientifique. Son application a conduit à la production de connaissances nouvelles et d’hypothèses de travail pour la compréhension des mécanismes de régulation de la croissance fœtale du muscle squelettique et du tissu adipeux. / The quality of carcasses and meats depends on the balance between muscle and adipose tissue (AT) masses that determine carcass weight and performance (muscle and fat composition), but also the sensory quality of the meat (tenderness, juiciness and flavor). Understanding how to control the ratio of muscle mass relative to AT mass represents a major challenge for beef producers. The balance between these masses depends on the number and volume of muscle and AT cells. These cellular events are taking place at the early steps of fetal period in cattle, as the total number of muscle cells is fixed at 180 days post-conception (dpc) in the fetus. The analysis of the evolution of these two proteome tissues during fetal life produced original but insufficient data. In addition, it is not always easy to extract or generate relevant biological information from genomic experiments. This is particularly true in ruminant species because they are not annotated in databases and few bioinformatic resources are dedicated to them. In this context, our objective was to design an “all in one” web service to analyze genomic data in cattle in order to improve knowledge of the mechanisms involved in fetal muscle and AT growth. Thus, we have organized our thesis in two axes. We developed a genomic data analysis tool, dedicated to ruminant species (cattle, sheep and goat) and named ProteINSIDE (www.proteinside.org). In a single query, this tool synthesizes the biological information stored in public databases or provided by functional annotations from gene ontology. It also predicts proteins that are secreted (tissue secretome) and which are involved in signaling between cells or tissues. It links proteins according to their molecular interactions to identify and visualize those that contribute to the same biological processes and those that are central to a biological process. ProteINSIDE was tested with data sets of 1000 proteins by species and has been successfully compared with DAVID, BioMyn, and AgBase (designed for information retrieval and annotation), as well as PrediSi and Phobius (that predict proteins secreted). We applied ProteINSIDE to the proteome analysis of muscle and AT. A first analysis of data on the ontogenesis of the tissue revealed links between proteins of both fetal tissues and proteins involved in autophagy processes. In a second study, we constructed and described the bovine proteomes of both tissues at 140 dpc. We identified 514 muscle protein and 752 AT proteins, including 346 commons proteins. As an example, these proteins are involved in the negative regulation of apoptosis, in autophagy processes, in the regulation of cell proliferation, and in the Wnt signaling pathway. We identified 47 and 93 potentially secreted proteins by muscle and TA, including 24 commons proteins. The integration of knowledges about the secreted proteins with those available for the “surfaceome” suggested proteins which could participate in the cross-talk between muscle and AT. Thus, we produced a web server to mine genomic data from bovine, sheep, and goat species, but also from human, rat and mice species. This type of server should be particularly useful to the scientific community. Its implementation has led to the production of new knowledge and working hypotheses for the understanding of the mechanisms which regulate fetal growth of muscle and AT.

121 exploitations des bassins laitiers de la Mitidja et d’Annaba ont fait l’objet d’une enquête pour recueillir les informations relatives à leur structure, à l’utilisation des terres, à la main d’œuvre et à la gestion économique de l’exploitation. Une typologie des exploitations a permis d’identifier huit types d’élevages qui diffèrent par les effectifs humains et bovins, et les pratiques agricoles.La durabilité de ces exploitations a été évaluée à l’aide de 37 indicateurs décrivant les échelles agro-environnementale, socio-territoriale et économique. Cinq groupes d’exploitations ont été identifiés selon leurs scores de durabilité. Les exploitations de la région d’Annaba ont des scores de durabilité totale et agro-environnementale supérieurs à celles de la Mitidja.Cette étude montre l’influence du système de production sur les paramètres concourant à l’estimation de la durabilité des exploitations, en particulier la gestion des ressources fourragères et la diversification des cultures. Les objectifs économiques prennent le pas sur la composante sociale.L’étude de la dynamique des exploitations a permis d’analyser les évolutions passées à travers une comparaison avec l’état actuel de ces élevages ainsi que les évolutions prévisibles à partir de recommandations proposées à l’éleveur. Cette démarche a permis de soulever les atouts et les faiblesses de ces systèmes d’élevage, d’élaborer une méthode utilisable par les décideurs ainsi que par les acteurs du secteur agricole à différents niveaux de décision, leur permettant d’élaborer des stratégies dans une perspective de développement durable / 121 dairy farms of the Mitidja and Annaba basins were the subject of an investigation to collect information on their structure, the land use, and the economic management. A typology of the exploitations made it possible to identify eight types of farming systems differing by manpower, herd size, cultures and practices. The sustainability of these farms was evaluated using 37 indicators describing the agro-environmental, socio-territorial and economic scales. Five groups of systems were identified according to their sustainability scores. The farms of the area of Annaba have higher scores for total and agro-environmental sustainability than those of Mitidja. This study shows the influence of the production system on the parameters contributing to estimate the dairy farms sustainability, particularly with regard to the stock fodder management and the diversification of the cultures. The economic objectives are more important than the social component (formation, social link, isolation). The dynamics of the exploitations were studied by the way of the passed evolutions compared to their actual position as well as to their foreseeable evolutions from recommendations suggested to the stockbreeder. This study showed the assets and the weaknesses of these systems and provides a method usable by the decision makers as well as by the actors of the agricultural sector at various levels of decision, allowing them to elaborate strategies in a perspective of sustainable development

Le système INRA d’alimentation des Ruminants prédit les réponses de l’animal à des variations d’apports d’aliments ingérés. Toutefois, il évalue mal l’influence de l’alimentation sur la qualité des productions, et en particulier la qualité de la carcasse de bovins dont dépend le paiement des animaux aux producteurs. Pour un type d’animal donné, les poids et composition de la carcasse en lipides et protéines sont prédits par le modèle MECSIC (Hoch et Agabriel, 2004) à partir de l’énergie métabolisable ingérée calculée selon le système INRA de valeur énergétique des aliments et des rations. Or une étude bibliographique suggère que la composition des dépôts dépend aussi pour partie de la composition des rations qui détermine la nature des produits terminaux issus de la digestion des rations et le devenir métabolique des nutriments. Pour tester cette hypothèse, l’objectif fut d’étudier l’effet de la nature de la ration à même quantité énergie métabolisable (EM) ingérée sur la composition des dépôts et de la carcasse. Cet objectif est ciblé sur les bovins mâles en croissance. Les étapes principales de la thèse ont consisté à i) construire une base des données à partir des publications internationales traitant des effets de la variation des rations ingérées sur la composition de la carcasse chez les jeunes bovins, ii) explorer les relations entre la composition de la carcasse et la composition de la ration et sa métabolisabilité. La constitution de la base de données a montré que la composition de la carcasse n’est mesurée que dans 20% des publications, les 80% restantes l’ayant évalué par des mesures indirectes (index USA de rendement de viande, épaisseur de gras sous cutané, persillé, surface de muscle…) qui ne sont pas reliées entre elles. Une étape de recherche préliminaire a été mise en place pour quantifier par méta-analyse les relations entre mesures directes et indirectes de la composition de la carcasse dans le but d’utiliser le maximum de publications pour la suite de la thèse. Nous avons montré que seuls deux indicateurs (index USA de rendement de viande et épaisseur de gras sous-cutané) reflètent correctement la composition de la carcasse et peuvent être utilisés pour établir les lois de variation de sa qualité selon les conditions d’alimentation. Une autre méta-analyse a permis d’explorer à niveaux d’ingestion d’EM similaires, les réponses marginales des dépôts de lipides et protéines dans la carcasse, à des variations strictes de teneurs de la ration en EE, PDI, NDF ou du rapport Amidon/NDF, tout en considérant sa métabolisabilité (q=EM/EB). L’accroissement du rapport Amidon/NDF augmente la teneur en lipides des carcasses mais en deçà d’un seuil de métabolisabilité de la ration de 0,65, i.e. si les rations ont plus de 36% de fourrages. Au-delà de ce seuil, qui correspond à un rapport Amidon/ NDF minimal voisin de 2, il n’y a plus d’effet. Ainsi à même EMI, la composition du gain (et donc l’énergie nette déposée) ne varierait pas linéairement avec la métabolisabilité q de la ration. De plus la teneur en PDI augmente significativement la proportion de lipides de la carcasse (et réduit celle des protéines), surtout si le niveau global d’apports de PDI est limité et ne dépasse pas 2,5 fois les besoins d’entretien en PDI. La teneur en EE a peu d’effets. Ces caractéristiques de ration conduisent à des profils de nutriments (rapport entre nutriments glucogéniques et cétogéniques, azote-alpha-aminé) qui sont aussi discriminants pour la composition de la carcasse. Nos résultats suggèrent qu’il faut considérer les effets de la nature de la ration dans la modélisation de la composition de la carcasse des bovins selon l’EM ingérée. Cela pourra faire l’objet d’une modification significative du modèle de croissance (MECSIC) pour améliorer son pouvoir prédictif. / The INRA feeding system for Ruminants predicts the animal's responses to changes in feed intake. However, it poorly evaluates the influence of feed intake on the quality of productions, and in particular the quality of bovine carcass, on which the payment of animals to the producers depends. For a given type of animal, the carcass weight and its composition in lipids and proteins are predicted by the MECSIC model (Hoch and Agabriel, 2004) from the intake of metabolizable energy calculated from the INRA energy system. However, a literature review suggests that the composition of the depots also partly depends on the composition of the rations, which determines the nature of the digestion end products, and the metabolic fate of the nutrients. To test this hypothesis, the objective was to study the effects of the nature of the ration at similar metabolizable energy intake (MEI) on the composition of the carcass. This study is targeted to growing male cattle. The main steps of the thesis consisted of (i) building a database based on international publications on the effects of dietary intake on carcass composition in young cattle, (ii) exploring the relationships between carcass composition and the composition and metabolisability of the ration. The database showed that the composition of the carcass was measured in only 20% of the publications; the remaining 80% evaluated it by indirect measurements (USA yield grade, fat thickness, marbling, ribeye area ...). A preliminary research step was developed to quantify by meta-analysis the relationships between direct and indirect measurements of carcass composition in order to use the maximum number of publications for the rest of the thesis. We have shown that only two indicators (USA yield grade and fat thickness) correctly reflect the composition of the carcass and can be used to establish the response equations of carcass quality to dietary conditions. Another meta-analysis explored the marginal responses of lipid and protein depots in the carcass to strict variations in the dietary concentrations of EE, PDI, NDF or of the starch / NDF ratio, while considering its metabolisability (q = EM / EB). An increase in the starch / NDF ratio increases the lipid content of the carcasses but below a metabolizability threshold of 0.65, i.e. when rations contain more than 36% fodder. Beyond this threshold, which corresponds to a minimum starch / NDF ratio close to 2, there is no longer any effect. Thus, at similar MEI, the composition of the gain (and therefore the net energy deposited) does not vary linearly with the metabolisability q of the diet. Furthermore, the PDI content significantly increases the proportion of carcass lipids (and reduces that of proteins), especially if the overall level of PDI intake is limited and does not exceed 2.5 fold the maintenance requirements in PDI. The dietary EE content has little effect. These diet characteristics result in nutrient profiles (glucogenic / ketogenic ration, alpha-amino-N) which also discriminate carcass composition. Our results suggest that the effects of the nature of the ration should be considered when modeling the carcass composition of bovine animals from MEI. This should lead to significant changes in the MECSIC growth model to improve its predictive power.

L'implantation est une étape cruciale de la gestation et du développement post-natal chez les mammifères. L'implantation est définie comme l'établissement d'interactions cellulaires et permanentes entre un endomètre réceptif et un embryon compétent et synchronisé. L'endomètre est un capteur (sensor) biologique de qualité embryonnaire qui conduit la trajectoire de développement du conceptus jusqu'à terme. Les données préalables de notre équipe et d'autres ont suggéré que FOXL2 - un facteur de transcription clé pour l'établissement et le maintien de la fonction ovarienne – pourrait avoir des rôles biologiques majeurs dans le développement et les fonctions de l'endomètre chez les mammifères. L'objectif de mon travail était de comprendre dans quelle mesure FOXL2 contribue à la régulation de la fonction endométriale chez les bovins laitiers. Nous avons d'abord évalué les conséquences des variations du métabolisme maternel sur l'expression endométriale de FOXL2 et une sélection de gènes candidats. Notre étude a mis en évidence que, chez les femelles Holstein primipares taries immédiatement après le vêlage, l'expression de FOXL2 est augmentée alors que l'expression des enzymes antioxydantes est diminuée dans l'endomètre lors de l'implantation. Grâce à un modèle in vitro de cultures primaires de cellules endométriales bovines (fibroblastes et cellules épithéliales glandulaires) surexprimant transitoirement FOXL2, nous avons pu montrer que l'expression des gènes codant pour les enzymes antioxydantes n’est pas dépendante de FOXL2. Sur la base de notre modèle expérimental in vitro, les profils d'expression des gènes ont ensuite été déterminés à l'aide d'un oligoarray bovin non commercial. L’analyse des données a révélé une variation de l’identité des gènes cible de FOXL2 en fonction du type cellulaire considéré. Comme dans l'ovaire, FOXL2 régule des gènes liés à "la réponse immunitaire", "l’apoptose" et "la détermination du sexe". Nos résultats ont également mis en évidence la régulation par FOXL2 de fonctions spécifiques de l'endomètre, telles que «la réponse à l'interféron de type I» et «la modification de matrice extracellulaire». En somme, nos données mettent en lumière le rôle de FOXL2 dans la régulation de la physiologie endométriale bovine. Ses fonctions biologiques mériteraient d'être analysées et comparées chez d'autres espèces de mammifères. / Implantation is a critical milestone ensuring a successful pregnancy and normal post-natal development in mammals. Implantation is defined as the establishment of cellular and permanent interactions between a receptive endometrium and a competent and synchronised embryo. Endometrium has been proposed to be a biological sensor of embryo quality that drives the developmental trajectory of the conceptus until term. Previous data from our team and others have suggested major biological roles for FOXL2 – a key transcription factor for the establishment and maintenance of ovarian function- in the development and functions of the mammalian endometrium. The aim of my work was to provide new insights on the contribution of FOXL2 to the regulation of the endometrial function in dairy cattle. We first evaluated the consequences of variations in maternal metabolism on the endometrial expression of FOXL2 and a selection of candidate genes. Our data demonstrated that, in Holstein primiparous females dried immediately after parturition, FOXL2 expression was increased whereas antioxidant enzymes expression was decreased in the endometrium at implantation. Using an in vitro model of primary cultures of bovine endometrial cells (fibroblasts and glandular epithelial cells) transiently overexpressing FOXL2, expression of genes encoding antioxidant enzymes did not appear to be FOXL2 dependant. Based on our in vitro experimental model, gene expression profiles were then determined using a bovine custom oligoarray. Data analyses unveil differences in FOXL2-regulated genes according to endometrial cell origin. As in the ovary, FOXL2 regulated sets of genes related to "immune response", "apoptosis" and "sex determination". Our results also highlighted regulation of endometrium-specific genes by FOXL2 including “response to type I interferon” and “extracellular matrix modification”. Altogether our data support the involvement of FOXL2 in the regulation of bovine endometrial physiology that deserves to be analyzed in other mammalian species.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

The ultimate design of a microencapsulated AI dose is to continuously release sperm over a period of time in the female reproductive tract, thus alleviating the need for estrus detection. The objective of Trial 1 was to determine in vitro sperm release times for three microcapsule membranes. Semen was collected from four bulls, pooled, extended in 20% egg yolk TEST to a concentration of 80 = 10⁶ cells/ml, and encapsulated. Microcapsule membranes were constructed from isomers of polylysine: .1% poly-L-lysine (PLL), .1% poly-D-lysine (PDL), and a 50:50 mixture of the isomers (PLPD). Microcapsules were incubated at 37°C in a buffer containing .5% heparin or .5% trypsin and evaluated at 0.5, 1, 2, 4, 8, and 16 h post-encapsulation. For sperm encapsulated there were no significant differences in sperm motility. However, peak time of maximum sperm release differed between PLL and PDL membranes at 2 and 4 h of incubation. In Trial 2, sperm viability and microcapsule membrane stability were assessed post-thaw using PLL or PDL, two encapsulating temperatures (5°C or 23°C) and two times of glycerol addition (prior or post encapsulation at 5°C). Semen was extended to 80 = 10⁶ cells/ml and encapsulated. Capsules from all treatment combinations were incubated in .5% trypsin and evaluated as in Trial 1. In addition, motility was estimated at 1, 3, 6, and 9 h post-thaw. Motility from the unencapsulated control and capsules with glycerol addition prior to encapsulation, was superior (P < .05). Additionally, sperm release from capsules prepared at 5°C with glycerol addition post encapsulation was greater than all other treatments (P < .05). Time of peak sperm release for capsules was similar to the previous trial. There was a positive correlation between average capsule diameter and sperm release for both trials (P < .05). These data suggest that a combination of PLL and PDL capsules may complement each other in timing of sperm release and may be utilized in an inseminate mixture for extending the effective release in the female / Master of Science

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Chez les mammifères, la période de préimplantation et l'implantation sont des étapes cruciales où l'embryon et l'utérus doivent se synchroniser pour permettre la poursuite de la grossesse de manière adéquate. Plusieurs molécules peuvent favoriser ces étapes du développement. La cytokine protéinique identifiée sous le nom de "leukemia inhibitory factor" (LIF) est l'un de ces facteurs. Différentes équipes ont travaillé sur cette molécule pour en déterminer plusieurs rôles, lesquels varient selon la cellule cible. Les différents rôles de la molécule ont permis d'attribuer plusieurs noms à la protéine LIF. Cette protéine agit sur un récepteur composé de deux sous-unités: la sous-unité α et la sous-unité β. De plus, le récepteur pour LIF est associé à la protéine gp130, qui est chargée de transmettre le signal. Le moment où le taux d'expression de LIF est le plus élevé se situe généralement autour de la période d'implantation pour la plupart des espèces. Toutes espèces confondues, LIF est exprimé dans plusieurs tissus, mais les tissus reproducteurs exprimant LIF aux taux les plus élevés sont l'utérus, les cellules endométriales primaires, et les cellules endométriales transformées. Chez d'autres espèces telles que la souris, l'expression maximale survient non seulement au moment de l'implantation mais également au moment de l'ovulation. Des études d'invalidation du gène LIF ont été réalisées pour déterminer l'importance de cette protéine au moment de l'implantation. Ces études ont permis de déterminer qu'en l'absence d'expression de LIF dans les cellules endométriales chez la mère, les embryons ne s'implantent pas. Toutefois, ces mêmes embryons s'implantent lorsqu'ils sont transférés dans une receveuse normale. Différents facteurs peuvent influencer l'expression de LIF. Pour le système reproducteur, les hormones stéroïdiennes sont particulièrement intéressantes, puisque chez la souris et l'humain, la présence d'œstrogène stimule l'expression de LIF. Par contre, pour le lapin, l'œstrogène inhibe la transcription de LIF. Chez la souris, les cellules endométriales stromales n'expriment pas LIF, alors que chez l'humain, les cellules déciduales (d'origine stromale) expriment le transcrit de LIF. Les objectifs de nos expériences étaient de déterminer la séquence nucléotidique de LIF bovin et d'étudier la modulation de l'expression du gène LIF bovin par les hormones stéroïdiennes. Nous avons également évalué l'expression et l'importance du gène LIF dans le système reproducteur bovin. Des études de clonage par PCR et de séquençage ont permis de déterminer la séquence d'acides désoxyribonucléiques complémentaires (ADNc) et de la partie 3' non-transcrite (UTR) du gène LIF bovin. La séquence obtenue est relativement similaire aux séquences connues. Nous avons entrepris l'étude de l'expression de LIF dans plusieurs tissus en analysant l'ARN total par RT-PCR. Nos études ont permis de déterminer que LIF bovin est exprimé dans plusieurs tissus, dont les lignées cellulaires endométriales bovines et les cellules endométriales primaires bovines. Nous avons également vérifié l'influence exercée par les hormones stéroïdiennes sur les cellules endométriales bovines en termes d'expression de la protéine LIF bovin. Ces études ont été effectuées en exposant les cellules à différentes hormones stéroïdiennes pour une période déterminée. Par la suite, l'ARN total fut isolé des cellules et analysé par RT-PCR. Les études de RT-PCR ont démontré que la progestérone stimule l'expression de LIF, alors que l'œstrogène inhibe l'induction provoquée par la progestérone. Une étude de la séquence nucléotidique a permis de déceler plusieurs sites potentiels pour les éléments de réponse aux hormones stéroïdiennes dans la partie 3' du gène ainsi que dans la partie 3' UTR. Nous avons déterminé la séquence de l'ADNc de LIF bovin ainsi que la séquence de la partie 3' non codante qui n'était pas encore connue. De plus, l'influence de la progestérone et de l'œstrogène sur l'expression de LIF a été vérifiée sur les cellules épithéliales et stromales de l'endomètre utérin (pour les cellules primaires et les cellules transformées). Ainsi, les objectifs à court terme ont été atteints. Toutefois, il serait utile de vérifier l'effet des hormones stéroïdiennes dans un contexte in vivo. Comme il a déjà été mentionné, l'effet des hormones stéroïdiennes sur LIF est également observé au même moment chez d'autres espèces. Il serait donc possible que chez le bovin, LIF puisse avoir une implication au niveau de l'implantation. Toutefois, d'autres études in vitro ainsi qu'in vivo devront être exécutées pour réellement prouver une telle implication chez le bovin.