Transcriptome adaptation of the bovine mammary gland to diets rich in unsaturated fatty acids shows greater impact of linseed oil over safflower oil on gene expression and metabolic pathways.

Ibeagha-Awemu, E.M., Li, R., Ammah, A.A., Dudemaine, P.-L., Bissonnette, N., Benchaar, C., et Zhao, X. (2016). « Transcriptome adaptation of the bovine mammary gland to diets rich in unsaturated fatty acids shows greater impact of linseed oil over safflower oil on gene expression and metabolic pathways. », BMC Genomics, 17(104), p. 1-23. doi : 10.1186/s12864-016-2423-x  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Contexte. Des stratégies nutritionnelles peuvent réduire la quantité d’acides gras saturés et augmenter celle des acides gras bénéfiques pour la santé dans le lait des bovins. Mais les voies et les gènes faisant partie de ces processus ne sont pas bien définis. Nous avons utilisé le séquençage de nouvelle génération de l’ARN pour examiner le transcriptome de la glande mammaire après une alimentation enrichie d’huile de lin ou d’huile de carthame à 5 %. Des vaches Holstein en milieu de lactation ont reçu une ration témoin pendant 28 jours (période témoin), suivie d’une ration enrichie d’huile de lin à 5 % (12 vaches) ou d’huile de carthame à 5 % (12 vaches) pendant 28 jours (période de traitement). Des échantillons de lait et de tissu de la glande mammaire ont été prélevés aux jours -14 (période témoin) et aux jours +7 et +28 (période de traitement). Le lait a servi à mesurer le pourcentage de matières grasses et de protéines ainsi que les acides gras individuels, tandis que l’ARN a été séquencé. Résultats. Le pourcentage de matières grasses du lait a diminué de 30,38 % (huile de lin) et de 32,42 % (huile de carthame) alors que le pourcentage de protéines n’a pas varié (huile de lin) ou a augmenté (huile de carthame). La quantité de plusieurs acides gras bons pour la santé a augmenté avec les suppléments d’huile de lin (C18:1n11t, ALC:10t12c, ALC:9c11t, C20:3n3, C20:5n3, C22:5n3) et d’huile de carthame (C18:1n11t, ALC:10t12c , C20:1c11, C20:2, C20:3n3), alors que la quantité de plusieurs acides gras saturés (C4:0, C6:0, C8:0, C14:0, C16:0, C17:0, C24:0) a diminué avec les deux traitements (p  <  0,05). Avec l’huile de lin, 460 gènes ont été régulés à la hausse et 546, à la baisse (régulation différentielle significative de 1 006 gènes), tandis qu’avec l’huile de carthame, 127 gènes ont été régulés à la hausse et 72, à la baisse régulation différentielle significative de 199 gènes). Les gènes dont l’expression a le plus augmenté (≥ 2 fois) avec les deux traitements (FBP2, UCP2, TIEG2, ANGPTL4, ALDH1L2) sont des gènes candidats possibles pour les caractères liés aux matières grasses du lait. Par ailleurs, il s’agit du premier signalement de la participation des gènes SCP2, PDK4, NQO1, F2RL1, DBI, CPT1A, CNTFR, CALB1, ACADVL, SPTLC3, PIK3CG, PIGZ, ADORA2B, TRIB3, HPGD, IGFBP2 et TXN au métabolisme des acides gras et des lipides chez les vaches laitières. L’analyse fonctionnelle a montré des fonctions accrues semblables et différentes dans les gènes exprimés de manière différentielle. Les prédictions indiquaient que les gènes faisant l’objet d’une expression différentielle avec les deux traitements réduiraient de manière significative la synthèse des acides gras et des lipides, et que le l’huile de lin réduirait de manière significative le métabolisme des acides gras. Les principales voies canoniques associées aux gènes faisant l’objet d’une régulation différentielle dans les deux traitements pourraient jouer un rôle dans le métabolisme des lipides et du cholestérol. Conclusion. Cette étude montre que l’huile de lin, riche en acide α-linolénique, influe plus sur le transcriptome de la glande mammaire en touchant plus de gènes, de voies et de processus, que l’huile de carthame, riche en acide linoléique. Nos résultats montrent que la diminution des acides gras saturés dans le lait est due à la régulation à la baisse des gènes intervenant dans la synthèse des acides gras et des lipides et dans les voies du métabolisme des lipides, alors que l’augmentation des acides gras polyinsaturés est due à disponibilité accrue des métabolites de la biohydrogénation dans le rumen qui sont absorbés et incorporés au lait ou utilisés comme substrat pour la synthèse d’acides gras polyinsaturés.

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