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Agriculture et Agroalimentaire Canada cherche à améliorer la conservation des ovules de bovins

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La conservation du matériel génétique est un moyen efficace pour assurer la viabilité à long terme du secteur agricole canadien, puisqu'elle garantit aux scientifiques du futur l'accès à du matériel génétique diversifié pour la sélection et la reproduction.

La vitrification est devenue une pratique courante pour conserver le matériel génétique animal, mais elle ne fonctionne pas très bien avec les ovules de bovins. Grâce à la technologie du synchrotron, le secteur de la recherche à Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) nous révèle ce qui se passe dans les ovules et fait une découverte surprenante.

Conservation du matériel génétique animal

Bien que la diversité des semences et les initiatives de conservation du matériel génétique végétal soient bien établies au Canada et ailleurs dans le monde, la conservation du matériel génétique des animaux d’élevage demeure difficile, surtout en raison des coûts et des difficultés techniques liés à l’entreposage du matériel génétique du bétail et de la volaille (spermatozoïdes, ovules, embryons et gonades).

Le matériel génétique des mammifères peut être entreposé à des températures ultrabasses, dans de l’azote liquide, après avoir été congelé lentement par un procédé dit de cryoconservation. Mais les ovules, cellules reproductrices femelles, sont difficiles à conserver.

Muhammad Anzar, Ph.D., cryobiologiste du Programme canadien des ressources génétiques animales d’AAC, à Saskatoon, a cherché comment améliorer la conservation du matériel génétique des animaux d’élevage, notamment les ovules de bovins.

Vitrification

La vitrification est une procédure simple et rentable qui permet une bonne conservation du matériel génétique.

Il s’agit d’un procédé de refroidissement ultrarapide d’un tissu, où celui-ci n’est pas techniquement congelé (il n’y a pas formation de cristaux de glace), mais plutôt maintenu dans un état « vitreux », à température ultrabasse. Dans la vitrification, la majeure partie de l’eau de la cellule est remplacée par des composés antigels appelés cryoprotecteurs, puis la cellule est refroidie de manière ultrarapide, soit à une vitesse de 4000 à 5000 ºCelcius par minute, de sorte que les cristaux de glace n’ont à peu près pas le temps de se former, la cellule atteignant plutôt un état vitreux.

Muhammad Anzar, Ph.D., a expérimenté une nouvelle technologie de recherche en collaboration avec le Centre canadien de rayonnement synchrotron (CCRS), fondée sur l'utilisation du faisceau de rayons X du synchrotron, pour examiner ce qui se passe dans l'ovule au cours de la vitrification. Il est le seul chercheur à se pencher sur la phase de glace dans les cellules ou les tissus d'ovules de bovins, ce qui fait de cette recherche un projet unique.

Observations

Grâce à un partenariat avec Pawel Grochulski, Ph.D., de l’Institut canadien de cristallographie moléculaire (ICCM) du CCRS à Saskatoon, le chercheur a pu confirmer que des cristaux de glace continuent de se former dans les ovules de bovins. Il y a, dans l’ovule, quelque chose qui résiste à la conservation.

« Nous avons utilisé le faisceau de rayons X du synchrotron de l'ICCM et avons pu voir, pour la première fois, ce qui se passe réellement dans les oocytes durant le processus de refroidissement, et ce n'est pas ce à quoi nous nous attendions. » [Traduction]

- Muhammad Anzar, Ph.D., cryobiologiste, AAC, Programme canadien des ressources génétiques animales, Saskatoon, Saskatchewan

Les raisons de cette résistance ne sont pas encore connues, mais avec cette nouvelle possibilité d'observer la formation de cristaux dans le processus de vitrification, Muhammad Anzar, Ph.D., continuera son exploration. L'utilisation de biomarqueurs fluorescents pourrait, par exemple, permettre de déterminer l'état de santé des cellules à l'état congelé ou de voir ce qui empêche les ovules d'atteindre l'état vitreux.

Principales conclusions

Galerie de photos

La description de cette image suit.
Ovules (oocytes) de bovins entourés de cellules nutritives (cumulus). Dans l'encadré : un ovule seul.
La description de cette image suit.
Ovules exposés dans des gouttelettes de cryoprotecteur.
La description de cette image suit.
Après avoir été transférés sur une fine bandelette de plastique, les ovules sont plongés dans de l'azote liquide pour la vitrification.

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