Le gène IGF2 et ses
fonctions physiologiques
Le gène ‘Insulin-like growth factor 2’ (IGF2) joue un rôle important dans la
croissance des mammifères, en influençant la division et la différenciation des
cellules fœtales et la croissance musculaire postnatale.
Il a été cartographié à l’extrémité distale du chromosome 2. IGF2 est un gène
à effet d’empreinte, à expression paternelle, en d’autres termes seul l’allèle
du père s’exprime dans la descendance. Ce mode de transmission par empreinte a
été documenté dans plusieurs études.
Les effets bénéfiques de l’hormone de croissance (Growth Hormone – GH) sur
la carcasse des porcs sont connus depuis longtemps. La GH n’agit pas
directement sur les cellules musculaires mais agit plutôt comme un
intermédiaire dans une série de signaux hormonaux qui accélèrent la croissance (Meadus, 2000). L’altération d’un seul de ces gènes
endocrines ou des gènes codant pour leurs récepteurs respectifs peut modifier
la croissance. IGF2 est l’un des intermédiaires dans le cycle endocrine de
l’hormone de croissance.
Le gène IGF2 est un gène
majeur pour la croissance du tissue maigre et la composition du tissue gras.
D’après sa fonction physiologique, IGF2 est considéré comme un gène
candidat pour un locus à effet quantitatif (QTL) affectant l’adiposité chez le
porc. Les effets importants du gène IGF2 sur la proportion de tissu maigre et
l’épaisseur de gras dorsal des porcs ont été détectés dans plusieurs études.
Un croisement
entre le sanglier et le Large White domestique a été utilisé à des fins de
détection de QTL par Andersson-Eklund et al. (1998). Un locus à effet
quantitatif (QTL) sur le bras court du chromosome 2 ayant un effet modéré sur
la masse musculaire a été détecté en utilisant un modèle conventionnel
d’hérédité mendélienne. Jeon et al (1999) ont analysé les données de nouveau en
testant la présence d’un effet d’empreinte. Un QTL à effet d’empreinte (à
expression paternelle) a été détecté à l’extrémité distale de SSC2p, avec des
effets importants sur la proportion de tissu maigre dans le jambon, et
expliquant 30,6% de la variance phénotypique résiduelle de la population F2. Des
effets importants de la même région sur la surface muscle longissimus dorsi, le
poids du Coeur et l’épaisseur de gras dorsal ont également été mis en évidence.
Ce QTL important explique 15,4% de la variance phénotypique de la surface du
muscle longissimus dorsi, 14% du poids du cœur, 10,4% de l’épaisseur de gras
dorsal. Les résultats ont montré que le QTL à expression paternelle se trouvait
au même endroit que le gène IGF2. Ajouté au fait que le gène et le QTL ont tous
les deux un effet d’empreinte, cela fait d’IGF2 un candidat possible pour
l’effet du QTL. L’allèle Large White au QTL lié à IGF2 est associé à une masse
musculaire plus importante et une épaisseur de gras dorsal plus faible. Il est
à noter que QTL n’a pas d’effet sur le gras abdominal.
Nezer et al. (1999) ont étudié un croisement entre les races Large White et
Piétrain, avec 1032 descendants F2. La détection de QTL basée sur l’expérience a
permis de détecter un QTL hautement significatif à l’extrémité distale du bras
court du chromosome 2, influençant les performances de carcasse (% de morceaux
maigres, % de jambon et % de longe) et le dépôt de gras (épaisseur de gras
dorsal, % de gras dorsal, et % de morceaux gras). Une analyse de séquence (Nezer
et al.1999) a montré que le gène IGF2 coïncide avec la position du QTL à large
effet détecté à l’extrémité distale du chromosome 2p, et tout à fait dans
l’intervalle de confiance à 95%. Nezer (1999) a également analysé le muscle
squelettique et le cDNA hépatique de foetus porcins âgés de 10 jours, et a
montré l’empreinte d’IGF2 dans ces tissus chez le porc mais aussi chez l’homme
et la souris. Les résultats des analyses de détection de QTL de Nezer et al. (1999)
basés sur les données IGF2 ont également confirmé l’existence d’un effet
d’empreinte à expression paternelle pour le QTL à l’extrémité de SSC2p. En
conséquence, IGF2 est considéré comme un candidat positionnel pour le QTL à
l’extrémité distale de SSC2p. Ses effets sur la masse musculaire et le dépôt de
gras sont majeurs et de la même amplitude que ceux connus pour le gène
Halothane (gène pour le récepteur 1 de la Ryanodine). Deux loci expliquent
conjointement 50% de la différence entre Piétrain et Large White pour la
muscularité et l’adiposité. Cependant, aucune interaction n’a été démontrée
entre le QTL de la région d’IGF2 et le locus Halothane. Par analyse de séquence,
Nezer et al. (1999) ont trouvé une mutation sur un nucléotide, une transition
de G vers A dans IGF2, qui augmente le rendement en maigre jusqu’à 2,7% (Meadus
2000).
Les QTL aux sites IGF2 et FAT1 sur le chromosome 4 (Andersson et al. 1994) sont
les deux QTL aux effets les plus importants sur la composition corporelle et
l’adiposité, en ségrégation dans le croisement sanglier-Large White. Le QTL
dans la région IGF2 contrôle surtout la masse musculaire, tandis que FAT1 a des
effets majeurs sur le dépôt de gras (Jeon et al. 1999). Les deux QTL expliquent
33,1% de la variance du pourcentage de viande maigre et d’os au niveau du dos,
et 26,2% pour l’épaisseur moyenne de gras dorsal.
D’après Sheller et al. (2002), IGF2 explique 25% de la variabilité
phénotypique du pourcentage de viande maigre dans les croisements
expérimentaux. Cependant, il n’influence ni la croissance ni le pH de la
viande. Lee et al. (2001) ont testé l’existence du QTL avec effet d’empreinte
de la région d’IGF2 à partir d’une population F2 de 512 porcs issus du
croisement entre les races Berkshire et
Le microsatellite IGF2 s’est avéré être hautement polymorphique, avec trois
allèles chez les deux fondateurs sangliers et deux autres allèles chez les huit
fondateurs Large White. (Jeon et al. 1999). Ce polymorphisme élevé fournit un
bon potentiel pour l’amélioration du rendement en maigre des carcasses de porcs
par la sélection.
Un étude récente de Laere et al. (2003) a rapporté qu’une transition de G
vera A dans le gène IGF2 est la mutation causale associée aux effets
quantitatifs. Cette mutation régulatoire sur un seul nucléotide dans le gène
IGF2 ajoute 3 à 4% de viande maigre supplémentaire chez les porcs. Le lien
entre la mutation et le phénotype désiré est de 100%, indépendamment de
l’origine généalogique (Buys 2003). Ceci permet de sélectionner pour
l’adiposité des carcasses directement au niveau de l’ADN.
Utilisation du gène IGF2
en sélection porcine
Les recherches en cartographie génétique ont clairement indiqué l’effet
important du QTL au gène IGF2 sur la masse musculaire et le rendement des
carcasses. Ce QTL a des implications pratiques importantes pour l’industrie
porcine parce qu’il est soumis à un effet d’empreinte et qu’il a des effets
importants sur le rendement en maigre.
Utilisation pour l’uniformité : Le gène IGF2 a une expression seulement paternelle. Les gènes
provenant des verrats devraient s’exprimer pleinement chez les descendants,
quel que soit le génotype des truies. De plus, ce QTL a un effet important sur
la teneur en viande maigre de la carcasse. L’utilisation de verrats terminaux
homozygotes pour produire des porcs commerciaux devrait permettre d’augmenter
l’uniformité de l’adiposité des porcs, car un verrat, surtout utilisé en IA, peut
produire un grand nombre de descendants, et le génotype IGF2 des truies ne
causera pas de variation phénotypique chez les descendants.
L’utilisation du gène IGF2 pour accroître l’uniformité du rendement en
maigre des porcs n’est pas qu’un argument théorique. Il a été confirmé par des
expériences de sélection réelles. Par exemple, des verrats terminaux
homozygotes pour l’allèle favorable du gène IGF2 ont été sélectionnés par Gentec
(Sheller et al. 2002) et un essai terrain a été réalisé avec ces verrats afin de
savoir si le gène IGF2 peut être utilisé dans les programmes commerciaux en vue
d’augmenter l’uniformité de porcs commerciaux sans influencer la qualité de la
viande. Dans cet essai les porcs issus des verrats sélectionnés étaient plus
maigres et plus uniformes que ceux issus de verrats non sélectionnés. L’épaisseur de gras dorsal était réduite de 2,3 mm (0,09 pouces). Le pourcentage moyen de viande maigre, de
jambon et de longe était supérieur de 1,98%, 0,31% et 0,43%, respectivement. La
variabilité de ces caractères était réduite de 25% en moyenne. Par rapport à la
moyenne du top 25% de l’abattoir, les porcs issus des verrats sélectionnés
étaient plus maigres. La différence s’élevait à 0,64% pour le rendement en
maigre, 0,39% pour le pourcentage de jambon et 0,43% pour le pourcentage de
longe. Les critères de qualité de viande tels que le pH 24h et la couleur de la
viande, ont également été comparés. Les porcs issus de verrats sélectionnés ou
non sélectionnés avaient la même valeur de pH (5,77 à 5,78 mesurée après 24h)
et de réflectance Minolta (44,57 à 43,08), dans la gamme optimale. L’analyse a
montré que la sélection de verrats terminaux homozygotes pour l’allèle
favorable du gène IGF2 conduisait à des carcasses plus maigres et plus
uniformes chez les porcs commerciaux, sans influence sur la qualité de viande.
Amélioration de la longévité des truies : La
longévité des truies (ou durée de vie reproductive) est, dit-on, influencée par
la sélection génétique contre l’adiposité. Certaines
études (ex:
La sélection pour des carcasses plus maigres réclamée par les abattoirs et
les consommateurs va peut-être à l’encontre de la longévité des truies en
production porcine. Le gène IGF2 fournit une possibilité de résoudre cet
antagonisme. Le mécanisme de l’empreinte de ce gène majeur pourrait être
utilisé pour produire des porcs commerciaux ayant un niveau voulu de rendement
en maigre, à partir de truies plus grasses puisque seuls les allèles favorables
provenant des verrats homozygotes pour IGF2 s’expriment chez les descendants. Les
truies peuvent donc être plus grasses.
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