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Other titre : Impact d’un régime riche en acide gras insaturé sur les métabolites sanguins ainsi que sur les métabolites du lait et la relation avec les micro-ARN et ARN messagers co-exprimés dans les glandes mammaires de la vache de type Holstein

dc.contributor.advisorIbeagha-Awemu, Eveline
dc.contributor.advisorGévry, Nicolas
dc.contributor.authorAdolf, Achu Ammahfr
dc.date.accessioned2018-12-07T14:51:38Z
dc.date.available2018-12-07T14:51:38Z
dc.date.created2018fr
dc.date.issued2018-12-07
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11143/14452
dc.description.abstractAbstract: The effect of unsaturated fatty acids (USFA) as dietary supplement on the expression of genes or set of co-expressed genes that eventually direct the expression of phenotypes (blood and milk metabolites) are not fully understood. Considering the importance of USFA for human, different techniques (dietary and genetics) have been used to increase the proportion of beneficial FA in milk. Dietary supplementation with LSO and SFO has been used but it is not clear what residual effects these nutrients have on the physiology of the animal, including blood metabolites and milk components, or for how long effects are active after withdrawal from the diet. In the first part of my Ph.D. study (Chapter 1), I presented general background information, notably on bovine milk, milk fat and its origin, mammary gland transcriptome profiling, naming, classification and importance of FA, factors that inlfunece milk fatty acid composition and blood components. In the second part (Chapter 2), I examined the treatment and post treatment effects of supplementation of cows’ diet with 5% LSO or 5% SFO on milk composition and blood metabolites of lactating Holstein cows. Thirdly (Chapter 3), I determined the relationship between the blood and milk metabolites and high interacting microRNA (miRNA) modules and evaluated mRNA/miRNA co-expression from the mammary gland of the same animals. The mRNA transcriptome analysis identified 1,006 (460 up and 546 down-regulated) and 199 (127 up and 72 down-regulated) genes that were significantly differentially regulated by LSO and SFO, respectively. Meanwhile the miRNA transcriptome analysis detected 14 and 22 miRNAs that were significantly differentially regulated by LSO and SFO, respectively. Since a network of genes and regulatory factors work in concert to influence the phenotypic expression of traits, assessment of gene expression without considering the factors that regulate their activities may not adequately explain the complex biological mechanisms underlying the expression of milk components and blood metabolites. Moreover, miRNA interact with mRNA to regulate their expression and consequently biological processes, so it is important to study their synergistic effects on the phenotypic expression of traits (blood and milk components). Therefore, the relationship between these traits and miRNA modules and also the association of miRNA and mRNA following dietary supplementation with 5% LSO or 5% SFO were studied. In the fouth part (Chapter 3) of my PhD study, I investigated the co-expression patterns of high interacting miRNAs and miRNA-mRNA pairs and the key regulatory network of genes that influence blood and milk phenotypes following dietary supplementation with USFA. Dietary modifications through feeding trials is an effective way to rapidly modify milk fat composition. However, the effects of dietary supplementation are totally revocable when feeding conditions change, coupled with low conversion efficiency of dietary FA into milk USFA due to ruminal biohydrogenation of dietary FA in the rumen of the animal. Furthermore, candidate gene studies have demonstrated that SNP in some key lipogenic genes like diacylglycerol o-acyltransferase 1 (DGAT1), sterol regulatory element binding protein-1 (SREBP1) and stearoyl-CoA desaturase (SCD) influence milk fat composition, which also explains part of the genetic variation of milk fat unsaturation indices seen in Holsteins and Brown Swiss cows. Therefore, I investigated the associations between SNPs on genes that were differentially expressed as a result of dietary supplementation with USFA with de novo synthesized fatty acid profiles of Canadian Holstein cows as the fifth part of my Ph.D. study (Chapter 4). To achieve this, SNPs in genes that were differentially expressed as a result of dietary supplementation with USFA were studied for their association with milk de novo synthesized FA in milk from Holstein cows in 18 herds in Quebec. In conclusion, this study provides insights on the molecular mechanisms that occur in the bovine mammary gland following dietary supplementation with 5% LSO and 5% SFO.fr
dc.description.abstractLes mécanismes moléculaires et les processus biologiques qui surviennent dans la cellule suite à une diète comprenant un supplément d’acides gras insaturés (AGI), résultant à l’expression de gènes ou un ensemble de gènes coexprimé et éventuellement dirigés vers l’expression de phénotypes (métabolites sanguins et laitiers) ne sont pas encore bien compris. Considérant l’importance des AGI pour l’être humain, différentes techniques sont utilisées, alimentaire et génétique, afin d’augmenter le ratio d’acides gras bénéfiques dans le lait. Un supplément d’huile de lin (LSO) et huile de carthame (SFO) ont été utilisé, mais les effets résiduels de ces nutriments sur la physiologie de l’animal au niveau des métabolites sanguins et sur les composantes laitières ainsi que la durée des effets après le régime alimentaire. Dans la première partie de mon doctorat (chapitre 1), j’ai présenté des informations générales sur le lait et les composantes hématologiques bovines, la classification et l’importance des acides gras, le profilage du transcriptome des glandes mammaires etc. Dans la seconde partie de mon doctorat, chapitre 2, j’ai étudié les effets des suppléments alimentaires dans l’alimentation de la vache, et plus spécifiquement, la diète de la vache avec 5% de LSO ou 5% de SFO sur la composition du lait et métabolites sanguins des vaches Holstein en lactation. Dans le troisième chapitre, j’ai déterminé la relation entre le sang, les métabolites du lait et des modules de micro-ARN démontrant l'interaction entre les modules micro -ARN et des données de co-expression ARNm / micro-ARN de la glande mammaire des mêmes animaux. L'analyse du transcriptome de l'ARNm a identifié 1 006 (460 en hausse et 546 en baisse) et 199 (127 en hausse et 72 en baisse) gènes qui étaient significativement différent régulé par LSO et SFO respectivement. De plus l'analyse du transcriptome de miARN a détecté 14 et 22 miARN qui étaient, significativement différemment régulés par LSO et SFO, respectivement. Cependant, puisque des réseaux de gènes et des facteurs de régulation peuvent agir de concert pour influencer l'expression phénotypique des caractères, l'évaluation de l'expression génique sans tenir compte des facteurs qui régissent leurs activités peuvent ne pas expliquer adéquatement le mécanisme biologique sous-jacent. De plus, les miARN interagissent avec les ARNm (s) pour réguler leur expression et par conséquent les processus biologiques et il est donc important d’étudier leurs effets synergiques sur l'expression phénotypique des caractères (sang et composants laitiers). Pour ces raisons, j'ai déterminé la relation entre les traits (lait et paramètres sanguins) et miRNA des paires de miARN et de miARN après une supplémentation alimentaire avec 5% de LSO ou 5% de SFO. Plus spécifiquement, dans la troisième partie de mes études de doctorat, j'ai étudié les modèles de co-expression des miARN à haute interaction et les paires miRNA-ARNm et le réseau de régulation clé des gènes qui influencent le phénotype du sang et du lait après supplémentation alimentaire avec les AGI. Les modifications alimentaires représentent un moyen efficace pour modifier rapidement la composition des matières grasses du lait. Cependant, les effets de la supplémentation alimentaire, sont totalement révocables suite aux conditions d'alimentation changeantes couplées à une faible efficacité de conversion des aliments en AGI dans le lait en raison de la biohydrogénation ruminale des acides gras alimentaires dans le rumen de l’animal. De plus, des études de certains gènes ont démontré que les polymorphismes mononucléotidiques (SNP) dans certains gènes lipogéniques clés comme la diacylglycérol o-acyltransférase 1 (DGAT1), la régulation des stérols la protéine liant l'élément 1 (SREBP1) et la stéaroyl-CoA désaturase (SCD) influencent la composition du lait en graisse, ce qui explique également une partie de la variation génétique des indices d'insaturation des graisses du lait Holstein et vaches brunes. De ce fait, j'ai étudié les associations entre les SNPs sur les gènes qui ont été différentiellement exprimés à la suite d'une supplémentation alimentaire avec UFA avec des profils d'acides gras synthétisés de novo des vaches Holstein canadiennes comme quatrième partie de mes études de doctorat (chapitre 4). A cette fin, les SNPs dans les gènes qui ont été exprimés différemment suite d'une supplémentation alimentaire avec UFA ont été étudiés pour leur association avec le lait synthétisé de novo des acides gras dans le lait Holstein de 18 troupeaux au Québec. En conclusion, cette étude fournit des informations sur les mécanismes moléculaires qui se produisent dans la glande mammaire bovine suite d'une supplémentation alimentaire avec 5% de LSO et 5% de SFO.fr
dc.language.isoengfr
dc.publisherUniversité de Sherbrookefr
dc.rights© Achu Ammah Adolffr
dc.subjectBlood metabolitesfr
dc.subjectMilk componentsfr
dc.subjectSingle nucleotide polymorphismfr
dc.subjectFatty acidfr
dc.subjectmiRNAfr
dc.subjectmiRNA-mRNA co-expressionfr
dc.subjectGenetic associationfr
dc.subjectHolstein cowfr
dc.subjectMétabolites sanguinsfr
dc.subjectComposants du laitfr
dc.subjectPolymorphisme à nucléotide simplefr
dc.subjectAcide grasfr
dc.subjectmiARNfr
dc.subjectCo-expression miRNA-ARNmfr
dc.subjectAssociation génétiquefr
dc.subjectVache Holsteinfr
dc.titleImpact of diets rich in unsaturated fatty acids on blood and milk metabolites and relationship with micro RNA and micro RNA-messenger RNA co-expression patterns in Holstein cow mammary glandfr
dc.title.alternativeImpact d’un régime riche en acide gras insaturé sur les métabolites sanguins ainsi que sur les métabolites du lait et la relation avec les micro-ARN et ARN messagers co-exprimés dans les glandes mammaires de la vache de type Holsteinfr
dc.typeThèsefr
tme.degree.disciplineBiologie cellulairefr
tme.degree.grantorFaculté des sciencesfr
tme.degree.levelDoctoratfr
tme.degree.namePh.D.fr


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