Étude des mécanismes de réception des phéromones mâles chez les petits ruminants

Study of male pheromone reception mechanisms in small ruminants

• Auteur / Autrice : Paul Cann
• Direction : Patricia Nagnan-Le Meillour
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 25/09/2020
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de glycobiologie structurale et fondamentale (UGSF) - Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle / UGSF
• Jury : Président / Présidente : Philippe Delannoy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patricia Nagnan-Le Meillour, Philippe Delannoy, Séverine Zirah, Patrick Pageat, Matthieu Keller, Chrystelle Le Danvic
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Séverine Zirah, Patrick Pageat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéomique

Protéines -- Modifications posttraductionnelles

Sécrétions

Muqueuse nasale

Phéromones

Cycle sexuel

Reproduction (biologie)

Caprinés

Mots clés libres

Protéines de liaison aux odeurs

Sécrétome olfactif

Odorant-Binding Protein

Small ruminants

Proteomics

Post-translationnals modifications

Résumé

Chez les petits ruminants (mouton et chèvre) la reproduction est saisonnée, c’est-à-dire qu’il y a alternance de période de repos et d’activité sexuelle. Ces deux périodes se caractérises chez les femelles par deux états physiologiques différents : en période d’activité sexuelle, le cycle ovarien des femelles est actif (oestrus) et la reproduction est possible, alors qu’en période de repos sexuel elles sont en anoestrus profond. Dans le but d’induire l’oestrus chez des femelles en repos sexuelle, les éleveurs ont le plus souvent recours à des hormones exogènes. Ces hormones sont de moins en moins acceptable pour le bien-être de l’animal et du consommateur. Cependant la réception d’odeurs émises par un mâle sexuellement actif peut réactiver l’axe gonadotrope des femelles en anoestrus en fin de période de repos sexuel, aboutissant dans la majorité des cas à l’ovulation. Ce phénomène naturel est appelé effet mâle. Les odeurs des béliers et des boucs agissent alors comme des phéromones modificatrices. La plupart des études menée sur l’effet mâle se sont concentrées sur les modifications neuroendocrines induites par la réception des phéromones du mâle, mais l’importance de la plasticité du sécrétome olfactif a longtemps été sous-estimée. De précédentes recherche menée par notre équipe ont montré que chez le porc, le sécrétome olfactif (ensemble des protéines sécrétées dans le mucus nasal) est principalement composé d’isoformes d’OBP (Odorant-Binding Proteins) générées par des modifications post-traductionnelles de type phosphorylations et glycosylations. La composition du sécrétome olfactif est sous contrôle hormonal et dépend du stade physiologique des animaux. Le but de cette thèse est de déterminer sur le sécrétome olfactif de brebis et de chèvre est lui aussi modifié par des facteurs endogènes (hormones) et exogènes (odeurs du mâle), montrant ainsi une adaptation des outils sensoriel des femelles. Nous avons collecté de manière non invasive le mucus nasal des mêmes brebis et de chèvre en période de repos et d’activité sexuelle. Le sécrétome olfactif de 3 femelles de chaque espèce a été analysé par électrophorèses 2D puis par spectrométrie de masse haute résolution. Nos résultats suggèrent que le profil et la composition du sécrétome olfactifs est un marqueur du stade physiologique des femelles, et constitue un phénotype des capacités olfactives. De plus, la réception d’odeurs émise par un mâle induit des changements dans le sécrétome olfactif, démontrant l’effet de facteurs exogène sur celui-ci.

Small ungulates (sheep and goat) display a seasonal breeding characterised by successive periods of sexual activity and sexual rest. During these two periods females are in two different physiological status: in sexual activity, the female ovarian cycle is active (oestrus) and ready for reproduction, whereas females are in deep anoestrus during the sexual rest period. In order to induce oestrus in female during the sexual rest periods, breeders are mostly using exogenous hormones. These hormones are less and less acceptable regardless to animal and consumer’s welfare. However, the perception of odours emitted by a sexually active male can reactivate the gonadotropic axis of anoestrus female in the late sexual rest period, leading in most cases to ovulation. This natural process is called “the male effect”. Ram and goat odours act as primer pheromones.Most of studies on male effect focused on the neuroendocrine modifications induced by the reception of male pheromones, but the plasticity of the olfactory system at the peripherical level was underestimated. Previous work of my research team has shown that in pig, the olfactory secretome (secreted proteome) is mainly composed of Odorant-Binding Proteins (OBP) isoforms generated by post-translational modifications, phosphorylation and glycosylation. The composition of this secretome is under hormonal control and depends on the physiological status of animals. The aim of my work is to determine whether the olfactory secretome of ewe and goat is also modified by endogenous factors (hormones) and exogenous factors (male odours), showing an adaptation of the sensory equipment of female. In a first step, we followed the same flocks of ewe and goat during several sexual cycles, and collected their nasal mucus by a non-invasive sampling method. The olfactory secretome of 3 females of each species was analysed by 2D-electrophoresis followed by high-resolution mass spectrometry. Our results suggest that the olfactory secretome profile and its composition is a marker of the physiological status, and constitutes a phenotype of the female receptivity. Furthermore, the males’ odours reception induces changes in the olfactory secretome, demonstrating that exogenous factors can modifies the olfactory equipment of females.