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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Genetique Animale et Biologie Integrative

Unité Mixte de Recherche INRA AgroParisTech GABI Génétique Animale et Biologie Intégrative

Microbiote intestinal du porc : un premier catalogue de 7,7 millions de gènes est aujourd’hui disponible

Microbiote intestinal du porc
Nous avons produit et caractérisé un catalogue de 7,7 millions de gènes bactériens du microbiote intestinal du porc. Après celui du microbiote intestinal de l’Homme en 2010 et celui de la souris en 2015, c’est une première concernant une espèce d’élevage. Ces travaux ouvrent des perspectives importantes dans la compréhension des interactions entre hôte, microbiote intestinal et environnement, et apportent des ressources majeures pour la recherche biomédicale et l’élevage.

Contexte et enjeux

De par ses multiples fonctions, le microbiote intestinal est un compartiment biologique source de multiples informations, encore peu connues chez les animaux d’élevage et potentiellement reliées aux variations phénotypiques observées. Le séquençage de l’ADN du microbiote permet d’accéder à la portion bactérienne cultivable et non cultivable. Initialement basée sur la caractérisation de la diversité du gène codant l’ARNr 16S, l’analyse du microbiote s’élargit à l’ensemble des gènes s’il existe un catalogue de gènes de référence, comme chez l’homme. Le porc étant une espèce majeure pour la production alimentaire mondiale et animal modèle largement utilisé en biomédecine, il a été considéré comme prioritaire pour établir un catalogue de gènes du microbiote intestinal.

Soutenu par le méta-programme MEM (action internationale et projet METALIT 2012-2014), un consortium piloté par l’INRA et associant le BGI-Shenzhen et l’Université de Copenhague a été constitué pour réaliser ce travail, fondateur pour des analyses fonctionnelles fines du microbiote intestinal du porc et de ses interactions avec l’hôte.

Résultats

Le catalogue des gènes du microbiote intestinal du porc a été établi à partir du séquençage de l’ADN fécal de 287 porcs provenant de France, du Danemark et de Chine. Ces animaux de 17 races ou lignées sont issus de 11 élevages différents dans ces trois pays. Les données collectées ont permis d’identifier 7,7 millions de gènes. Un petit sous-ensemble de gènes a été retrouvé chez tous les porcs, confirmant l’existence de gènes bactériens communs mais aussi une  importante variabilité individuelle. 96% des fonctions biologiques identifiées dans le microbiote intestinal de l’Homme sont  présentes dans celui du porc, confirmant le potentiel offert par l’utilisation des porcs pour la recherche biomédicale. Inversement, seulement 78% des fonctions identifiées dans le catalogue des gènes du porc sont retrouvées chez l’homme, suggérant des fonctions additionnelles dans le système digestif du porc. Les résultats suggèrent que le sexe, l’âge et la génétique de l’hôte influencent la composition du microbiote intestinal du porc. Nous avons mis en évidence la présence de gènes de résistance aux antibiotiques chez tous les porcs, indépendamment du pays d’origine ou de la supplémentation en antibiotiques. Nous montrons néanmoins que la charge en gènes de résistance aux antibiotiques est beaucoup plus élevée chez les porcs chinois, auxquels sont administrés des antibiotiques en continu. Les résultats confirment ainsi l’efficacité d’éliminer l’usage des antibiotiques de l’alimentation animale pour réduire le risque, lié aux pratiques d’élevage, de dissémination dans l’environnement de gènes de résistance aux antibiotiques.

Perspectives

Le catalogue des gènes du microbiote intestinal du porc est une ressource de référence majeure, dans la continuité des informations apportées par le séquençage du génome du porc. Il permet dorénavant d’aborder finement les fonctionnalités de l’écosystème microbien digestif du porc, en lien avec les variations physiologiques de l’hôte (efficacité alimentaire, défenses immunitaires, etc.). Ces résultats ouvrent la voie pour de nouvelles recherches en biologie prédictive et intégrative chez le porc, à fort potentiel pour le développement de stratégies innovantes et l’identification de leviers d’intervention pour l’élevage et les systèmes alimentaires durables de demain.

Références bibliographiques

Publication scientifique

Xiao L, et al. 2016. A reference gene catalogue of the pig gut microbiome. , Nature Microbiology 1, Article number: 16161: 10.1038/nmicrobiol.2016.161

Communiqués de presse INRA

Media grand public Francela France agricole: "Génétique: le microbiote intestinal du porc décrypté"Top Santé: "Des chercheurs ont dressé la liste des gènes du microbiote des porcs"Info Santé Docmii: "Des chercheurs ont dressé la liste des gènes du microbiote des porcs"Anjou Agricole Réussir: "L'Inra annonce le recensement complet des gènes du microbiote intestinal du porc"Terre Dauphinoise :"L'Inra annonce le recensement complet des gènes du microbiote intestinal du porc"InternationalScience DailyPhys.org: "7 Million bacterial genes pig gut"Cryptozoologynews: "More than 7 million bacterial genes in the pig gut"Ellinguysen
Genomeweb: "Gut microbial genes profiled pigs diverse breeds locations"