En raison des perspectives d’amélioration génétique mais aussi d’adéquation entre animaux et méthodes d’élevage, la génomique animale est l’un des principaux axes de recherche en sciences animales. Elle permet l’acquisition de connaissances génériques sur la structure et le fonctionnement des génomes, extraites des données moléculaires obtenues en grand nombre par l’utilisation de technologies de plus en plus performantes. En complément des données génomiques, l’acquisition de données phénotypiques, par les mesures de divers caractères aux différents stades de leur élaboration biologique, permet une caractérisation extrêmement fine et précise des animaux étudiés, dans des environnements variés. L’Inra s’est notamment investi dans des programmes de recherche pour améliorer la fertilité des vaches laitières et la qualité de la viande ovine.

La fertilité des vaches laitières hautes productrices
La sélection des vaches laitières a conduit à une hausse massive et soutenue de la production laitière depuis environ trente ans, mais également à une baisse régulière de la fertilité des femelles. Plusieurs programmes de recherche ont été lancés pour étudier le déterminisme génétique et physiologique de cette baisse de fertilité. L’un d’eux a par exemple permis d’identifier plusieurs QTL responsables de ce phénomène chez les trois principales races laitières françaises. L’utilisation d’outils de génotypage à haut débit vient de permettre une avancée considérable en précisant leur position dans le génome bovin, ouvrant la voie à l’identification des gènes sous-jacents. De plus, un phénotypage détaillé, associé aux informations génétiques, permet d’étudier les mécanismes physiologiques qui sous-tendent cette baisse de fertilité. Les recherches ont aussi permis d’identifier des marqueurs de la qualité des ovocytes. L’ensemble de ces travaux devrait permettre d’éliminer des troupeaux les allèles responsables de cette baisse de fertilité, et/ou d’adapter le mode d’élevage aux génotypes concernés.

Les qualités du produit « viande »
L’amélioration de la qualité des produits animaux reste une préoccupation importante des filières d’élevage, et les résultats récents obtenus donnent de bonnes raisons de penser que la génomique a potentiellement beaucoup à apporter dans ce domaine. Chez le mouton, l’identification de la mutation causale et des mécanismes d’action originaux responsables du très fort développement musculaire, associé à une viande de qualité, dans la race Texel Belge a été une avancée majeure de ces dernières années. En matière de déterminisme génétique de la tendreté et des autres qualités sensorielles de la viande bovine, des résultats encourageants ont d’ores et déjà été acquis. Chez le poulet, un gène permettant de contrôler la couleur de la viande vient d’être identifié. Il existe aussi des espoirs d’apporter, par la voie génomique, de nouveaux éléments de réponse dans la recherche d’une alternative à la castration des mâles pour la production d’une viande de porc de bonne qualité organoleptique.

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Même à faible dose, les antibiotiques peuvent
favoriser l’apparition de bactéries multi-résistantes

Des chercheurs de l’Institut Pasteur et du CNRS ont démontré que l’utilisation d’antibiotiques à faible dose est susceptible d’augmenter l’apparition de résistanceschez des bactéries pathogènes. Les scientifiques ont observé qu’une faible concentration d’antibiotique suffit à activer chez ces bactéries une réponse de stress. Appelée « SOS », cette réponse entraîne l’acquisition de gènes de résistance par deux voies distinctes. Ces travaux font l’objet d’une publication en ligne le 11 avril sur le site de Plos Genetics.
Véritable impasse thérapeutique, l’émergence de bactéries multi-résistantes aux antibiotiques est un phénomène qui rend le succès du traitement des infections de plus en plus aléatoire. C’est particulièrement le cas en milieu hospitalier où des bactéries multirésistantes sont impliquées dans les infections nosocomiales.

Que ce soit dans les eaux usées, ou encore chez les personnes suivant des traitements antibiotiques, ces milieux peuvent présenter une forte concentration bactérienne, avec de faibles quantités d’antibiotiques. Aujourd’hui, les effets physiologiques de ces faibles concentrations d’antibiotiques sur les bactéries et les évènements génétiques pouvant en découler sont assez mal connus. Cependant, les travaux du Professeur Didier Mazel et de Zeynep Baharoglu, respectivement chef et chercheuse au sein de l’unité Plasticité du génome bactérien (Institut Pasteur / CNRS) apportent un éclairage nouveau.

Les chercheurs ont montré que de faibles concentrations d’antibiotiques appartenant à la famille des aminoglycosides (utilisés dans le milieu hospitalier pour traiter de nombreuses infections) favorisent l’acquisition de gènes de résistance chez plusieurs bactéries pathogènes (telles que Vibrio cholerae, l’agent infectieux du choléra, ou encore Klebsiella pneumoniae, responsable  d’infections respiratoires). Les scientifiques expliquent ce phénomène grâce au mécanisme suivant : les concentrations d’antibiotiques, même 100 fois moins élevées que la concentration létale, déclenchent une réponse de stress chez la bactérie. Appelée réponse SOS, cette dernière intervient lorsque l’ADN bactérien se retrouve menacé et favorise l’acquisition de gènes de résistance par deux voies. D’une part, elle entraine une augmentation de la fréquence des mutations du génome bactérien.

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Paris, 1er novembre 2012

Staphylocoque doré : une piste pour expliquer sa résistance aux antibiotiques
Des chercheurs de l'Institut Pasteur, du CNRS, et de la faculté de médecine de l'Université de Tsukuba au Japon, ont pour la première fois prouvé que l'activation d'un gène du staphylocoque doré (Staphylococcus aureus) permettait à ce dernier d'incorporer de l'ADN exogène et de devenir résistant à la méticilline. Ils ont également identifié deux mécanismes d'activation de ce gène. Ces résultats constituent un pas important dans la compréhension des mécanismes d'acquisition des gènes de résistance aux antibiotiques par S. aureus. Ces travaux sont publiés dans la revue PLoS Pathogens le 1er novembre.
Staphylococcus aureus est une bactérie extrêmement pathogène pour l'homme. Elle est la cause de multiples infections, qui vont de la  lésion cutanée (furoncles, panaris, impétigo, etc.), à l'endocardite, la pneumonie aiguë, l'ostéomyélite ou la septicémie. Elle est très redoutée en milieu hospitalier et arrive au premier rang des germes à Gram positif responsables d'infections nosocomiales. Les souches les plus dangereuses sont celles qui sont multi-résistantes aux antibiotiques. C'est le cas du Sarm1, résistant à la méticilline (comme 60% des souches multirésistantes), répandu dans le milieu hospitalier européen et qui pose un problème de santé publique majeur. 

Jusqu'à présent, les mécanismes à l'origine de l'acquisition des gènes de résistance par les bactéries du genre staphylocoque étaient inconnus. Cependant, l'équipe de Tarek Msadek, chercheur dans l'unité Biologie des bactéries pathogènes à Gram-positif, Institut Pasteur-CNRS, en collaboration avec la faculté de médecine de Tsukuba, vient de faire une importante découverte : pour la première fois, les chercheurs ont démontré que l'activation d'un gène de S. aureus, appelé sigH, permet à ce dernier de mettre en route une machinerie spécialisée et de capturer de l'ADN présent dans son environnement, et donc potentiellement d'acquérir des gènes de résistance aux antibiotiques. Les chercheurs ont également mis en évidence deux mécanismes distincts d'activation du gène sigH. Dans leur démonstration, après avoir activé expérimentalement le gène sigH, les chercheurs ont réussi sont parvenus à transformer naturellement une souche de S. aureus sensible à la méticilline en une souche résistante, analogue à celles responsables des infections nosocomiales.

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Paris, 25 AVRIL 2013

Mémoire musicale : certains déficits commencent dans le cortex auditif
L'amusie congénitale est un trouble caractérisé par des compétences musicales diminuées, pouvant aller jusqu'à l'incapacité à reconnaître des mélodies très familières. Les bases neuronales de ce déficit commencent enfin à être connues. En effet, selon une étude menée par les chercheurs du CNRS et de l'Inserm au Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CNRS / Inserm / Université Claude Bernard Lyon 1), les personnes amusiques présentent un traitement altéré de l'information musicale dans deux régions cérébrales : le cortex auditif et le cortex frontal, surtout dans l'hémisphère cérébral droit. Ces altérations semblent liées à des anomalies anatomiques dans ces mêmes cortex. Ces travaux apportent des informations précieuses sur la compréhension de l'amusie et, plus généralement, sur le « cerveau musical », c'est-à-dire sur les réseaux cérébraux impliqués dans le traitement de la musique. Ils sont publiés dans l'édition papier du mois de mai 2013 de la revue Brain.
L'amusie congénitale, qui touche entre 2 et 4% de la population, peut se manifester de diverses façons : par une difficulté à entendre une « fausse note », par le fait de « chanter faux », voire parfois par une aversion à la musique. Certaines de ces personnes affirment ressentir la musique comme une langue étrangère ou comme un simple bruit. L'amusie n'est due à aucun problème auditif ou psychologique, et ne semble pas liée à d'autres troubles neurologiques. Les recherches sur les bases neuronales de ce déficit n'ont commencé qu'il y a une dizaine d'années avec les travaux de la neuropsychologue canadienne Isabelle Peretz.

Deux équipes du Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CNRS / Inserm / Université Claude Bernard Lyon 1) se sont notamment intéressées à l'encodage de l'information musicale et à la mémorisation à court terme des notes. Selon des travaux antérieurs, les personnes amusiques présentent une difficulté toute particulière à percevoir la hauteur des notes (le caractère grave ou aigu). De plus, bien qu'elles retiennent tout à fait normalement des suites de mots, elles peinent à mémoriser des suites de notes.

Pour tenter de déterminer les régions cérébrales concernées par ces difficultés de mémorisation, les chercheurs ont effectué, sur un groupe de personnes amusiques en train de réaliser une tâche musicale, un enregistrement de Magnéto-encéphalographie (technique qui permet de mesurer, à la surface de la tête, de très faibles champs magnétiques résultant du fonctionnement des neurones). La tâche consistait à écouter deux mélodies espacées par un silence de deux secondes. Les volontaires devaient déterminer si les mélodies étaient identiques ou différentes entre elles.

Les scientifiques ont observé que, lors de la perception et la mémorisation des notes, les personnes amusiques présentaient un traitement altéré du son dans deux régions cérébrales : le cortex auditif et le cortex frontal, essentiellement dans l'hémisphère droit. Par rapport aux personnes non-amusiques, leur activité cérébrale est retardée et diminuée dans ces aires spécifiques au moment de l'encodage des notes musicales. Ces anomalies surviennent dès 100 millisecondes après le début d'une note.

Ces résultats rejoignent une observation anatomique que les chercheurs ont confirmée grâce à des images IRM : chez les personnes amusiques, au niveau du cortex frontal inférieur, on trouve un excès de matière grise accompagnée d'un déficit en matière blanche dont l'un des constituants essentiels est la myéline. Celle-ci entoure et protège les axones des neurones, permettant au signal nerveux de se propager rapidement. Les chercheurs ont aussi observé des anomalies anatomiques dans le cortex auditif. Ces données renforcent l'hypothèse selon laquelle l'amusie serait due à un dysfonctionnement de la communication entre le cortex auditif et le cortex frontal.

L'amusie est ainsi liée à un traitement neuronal déficitaire dès les toutes premières étapes du traitement d'un son dans le système nerveux auditif. Ces travaux permettent ainsi d'envisager un programme de réhabilitation de ces difficultés musicales, en ciblant les étapes précoces du traitement des sons par le cerveau et de leur mémorisation.

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