Structure, expression et polymorphisme du gène PRKAG3 bovin : implication dans le métabolisme musculaire et la qualité de la viande

par Matthieu Roux

Thèse de doctorat en Biologie - Sciences - Santé

Sous la direction de Valérie Amarger et de Hubert Leveziel.

Soutenue en 2006

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Le gène PRKAG3 code l’isoforme γ3 d’une sous-unité régulatrice de l'enzyme AMPK (AMP dependant Protein Kinase), cette kinase étant l’un des principaux médiateurs de la régulation du métabolisme des sucres et acides gras dans le muscle. Le gène PRKAG3 bovin a été entièrement séquencé et sa structure établie. Nous avons mis en évidence une très grande variabilité au niveau de la séquence du gène et de la population de transcrits. 46 polymorphismes de type SNPs ont été identifiés, six d’entre eux entraînent un changement dans la séquence protéique. L’analyse des transcrits a montré l’existence de transcrits alternatifs générés par des mécanismes d’épissage jamais observés chez le porc ou dans d’autres espèces. Ces transcrits, correspondant à des formes plus longues de l’ARNm, sont retrouvés chez tous les animaux et présentent un taux de transcription plus faible que les transcrits standards de ce gène. Une étude préliminaire visant à explorer la variabilité phénotypique des caractéristiques des viandes en comparaison avec le génotype des animaux a montré que l’un des polymorphismes serait associé statistiquement avec le taux de glycogène. Nous avons également pu mettre en évidence que l’un des polymorphismes du gène PRKAG3 est associé à une augmentation du taux de transcrits, suggérant une régulation de la transcription différente en fonction des allèles. Les 6 autres gènes codant les différentes isoformes des différentes sous-unités du complexe enzymatique ont également été caractérisés et leur polymorphisme étudié. Un taux beaucoup plus faible de polymorphisme a été détecté sur ces autres gènes, comparativement au nombre observé pour le gène PRKAG3. Une analyse quantitative des transcrits des différents gènes codant pour toutes les sous-unités de l’AMPK a été réalisée. Celle-ci nous a permis de confirmer que le transcrit du gène PRKAG3 est préférentiellement exprimé dans le muscle squelettique, l’expression des transcrits des autres gènes étant plus ubiquitaire. La qualité d’une viande est également due à une composante lipidique dans le muscle. L’étude des transcrits du gène PPARG bovin a révélé l’existence d’un mécanisme complexe d’épissage intergénique, en plus des mécanismes habituels. Celui-ci conduit à deux types de transcrits chimères entre le gène PPARG et le gène voisin TSEN2. La présence d’une protéine chimère n’a pu être mise en évidence dans les tissus bovins, cependant cette protéine a pu être produite par expression transitoire dans des cellules de mammifère.

  • Titre traduit

    Structure, expression and polymorphism of the bovine PRKAG3 gene : implication in muscular metabolism and meat quality


  • Résumé

    The PRKAG3 gene encodes the γ3 isoform of a regulating sub-unit of AMPK (AMP dependent Protein Kinase) enzyme, this kinase is one of the principal mediators of the metabolism regulation of sugars and fatty acids in muscle. The bovine PRKAG3 gene was entirely sequenced and its structure established. We have identified an important variability in this gene, 46 SNPs polymorphisms were identified and six of them result in a change in the amino-acid sequence. We demonstrated the existence of alternative transcripts resulting from splicing mechanisms never observed in the pig or in other species. These longer transcripts are found in all the animals, and show a transcription rate weaker than standard ones of this gene. A preliminary association study between the phenotypic characteristics of meat and the animals’ genotype showed that one of these polymorphisms is statistically associated with the glycogen content. We could also highlight that one of the PRKAG3 gene polymorphisms is associated with an increase in the expression level, suggesting a transcription regulation that might differ from one allele to another. The six other genes encoding the differents sub-units isoforms of the AMPK complex were also characterized and screened for polymorphism. A lower level of polymorphism was detected in these genes, compared to the PRKAG3 gene. Quantitative analysis of all AMPK bovine transcripts showed that PRKAG3 is preferentially expressed in skeletal muscle whereas the other genes have an ubiquitous expression. Meat quality is also due to lipidic composition in muscle. The analysis of bovine PPARG transcripts have revealed, in addition to normal transcripts, a complex intergenic splicing mechanism, leading to two chimeric transcripts involving the PPARG gene and the neighbouring gene TSEN2. The putative chimeric protein could not be detected in bovine tissues, however this protein was transitory expressed in mammalian cells.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (197-[21] p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 183-197

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
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