The key transcription factor sterol regulatory element binding protein-1 (SREBP1) plays a central role in milk fat synthesis. SREBP1 stimulates the transcription of genes encoding lipogenic enzymes. The overall objective of these studies was to investigate the mechanisms of SREBP1 regulation by nutrients. In the first study, chromatin immunoprecipitation (ChIP) accompanied with deep-sequencing was employed to investigate the potential sterol regulatory elements (SRE) in the promoter of SREBP1-target genes. The SRE in three known SREBP1-target genes SREBP1, fatty acid synthase (FASN) and stearoyl-CoA desaturase (SCD) were first validated in a bovine mammary epithelial cell line (MacT) and in bovine mammary tissues. At least one or two SRE binding sites in 24 selected lipogenic genes were identified within 50,000 base pair to the 5'-transcription start site through ChIP-seq. The genes closest to the highest enriched peaks were involved in cell integrity, defense or signal transduction whereas lipogenic genes were not among the top enrichment leading to the questions about the success of the ChIP. The second study was conducted to determine the effect of t10, c12-conjugated linoleic acid (CLA) on insulin induced gene-1 (Insig1), an endoplasmic reticulum (ER) protein that anchors SREBP1 and prevents proteolytic activation of SREBP1. MacT cells were treated with increasing levels of t10, c12-CLA. High concentration of t10, c12-CLA inhibited Insig1 degradation therefore decreased SREBP1 maturation. Furthermore, immunoprecipitation (IP) confirmed that t10, c12-CLA reduced Insig1 proteasomal degradation by disrupting the interaction between Insig1 and UBX domain-containing protein 8 (Ubxd8), which is part of a degradation complex that removes Insig1 from the ER. In the third study, three potential regulators of SREBP1 activation and their pathways were investigated in insulin, t10, c12-CLA or glucose treated MacT cells. Insulin-induced mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling stimulated lipogenesis via activation of SREBP1 and the stimulatory effect was based on the regulation on cAMP response element binding protein coactivator 2 (CRTC2) phosphorylation, Lipin1 translocation and glycogen synthase kinase-3 (GSK3)-dependent proteasomal degradation. t10, c12-CLA inhibited SREBP1 through AMP-activated protein kinase (AMPK) phosphorylation, a key protein kinase in energy homeostasis. Glucose stabilized the SREBP1 chaperone protein SCAP and facilitated SREBP1 activation. Overall, SREBP1 activation is under specific regulation of t10, c12-CLA and interacts with multiple major cellular signaling pathways in response to hormonal stimulation and nutrient availability. / Ph. D.

L'objectif principal de cette thèse est d'étudier l'influence du pourcentage de concentré de la ration combiné à la supplémentation lipidique sur les flux duodénaux des parois et des lipides, sur les performances laitières et la composition en acides gras (AG) du lait de chèvre. Dans une deuxième phase, nous étudions les effets induits par l'infusion duodénale de t10,c12-CLA et son interaction avec les facteurs alimentaires décrits ci-dessus sur la production de la matière grasse (MG) du lait de chèvre et son profil en AG. Dans l'étude bibliographique, nous avons quantifié l'influence de l'apport de lipides issus d'oléo-protéagineux, selon la présentation des lipides (graines vs. huiles) et l'origine botanique sur les performances laitières et de la composition du lait. Pour cela, nous avons constitué une base de données compilant les informations issues des recherches conduites uniquement sur des vaches laitières, en raison du faible nombre d'études sur des chèvres. La réponse de la production laitière à l'incorporation de lipides est variable selon le stade de lactation. L'incorporation d'oléo-protéagineux réduit le taux butyreux (TB) du lait, principalement lorsque l'apport se fait sous forme d'huile; parallèlement on observe une augmentation des proportions des AG trans-C18:1 dans le lait. L'origine botanique de l'oléoprotéagineux a moins d'impact sur les performances laitières que sur le profil en AG longs. La partie expérimentale est constituée de deux expérimentations conduites sur des chèvres laitières en milieu de lactation, en vue de relier la composition des flux duodénaux de lipides et le profil en AG du lait. Le dispositif expérimental factoriel 2 x 2 a combiné la proportion de concentré (bas: 45% vs. haut: 65% de la matière sèche de la ration) et l'apport lipidique (Expérimentation 1: témoin sans lipides vs. graines de colza laminées) ou la nature des lipides (Expérimentation 2: graines de colza laminées vs. graines de soja extrudées). Contrairement aux résultats obtenus sur des vaches laitières, les rations riches en concentré, l'apport de lipides, ou la combinaison de l'apport de lipides au sein des rations riches en concentré ne diminuent pas le TB du lait. En revanche, les pourcentages de trans-C18:1 (surtout de t11) et de c9,t11-CLA dans le duodénum et dans le lait sont augmentés par ces facteurs et leur interaction. La nature de la supplémentation lipidique n'a que peu d'impact sur les performances laitières. Les graines de colza augmentent les teneurs des AG trans dans le lait par rapport au soja; toutefois il est difficile de séparer les effets de l'origine des graines de l'effet de la quantité d'AG ingérés. Les flux duodénaux et fécaux des parois sont diminués par les rations riches en concentré, mais non modifiés par l'apport lipidique, probablement parce que les quantités d'AG ingérés n'ont pas été assez élevées et/ou les graines n'ont pas permis une libération des AG assez rapide pour avoir un effet défavorable sur les microbes cellulolytiques du rumen. Les raisons de la différence de réponse entre chèvres et vaches à l'apport lipidique ne sont pas complètement élucidées, mais la différence de sensibilité de la synthèse mammaire de MG à certains AG trans semble être une de ces raisons. Indépendamment du régime, l'infusion duodénale de t10,c12-CLA, un très puissant inhibiteur des enzymes responsables de la synthèse de novo dans la glande mammaire bovine, ne provoque pas des réductions du TB dans le lait de chèvre, malgré un important transfert vers le lait. Par contre, dans les deux espèces, cet AG diminue la capacité de desaturation dans la glande mammaire. Chez les chèvres, l'utilisation de rations riches en concentré et supplémentées en lipides a augmenté la production de lait, de MG, de t11-C18:1 et de c9,t11-CLA. Par ailleurs, le profil en AG du lait de chèvre peut être modulé par l'origine botanique de l'oléoprotéagineux ajouté à la ration.