Empreinte épigénétique comme preuve d’origine pour le poulet, les crevettes et le saumon

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Poulet bio fermier ou élevage industriel ? Les scientifiques du Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) ont mis au point une nouvelle méthode de détection qui peut révéler de telles différences dans l’élevage. La méthode dite épigénétique est basée sur l’analyse des motifs caractéristiques des marqueurs chimiques présents sur le génome des animaux.

Le saumon du dîner entre amis a-t-il vraiment été pêché à l’état sauvage ou provient-il de l’aquaculture ? Que penser de la prétendue « qualité biolabel » des crevettes pour la salade de fruits de mer ? Et le poulet du rôti du dimanche avait-il vraiment le droit de passer sa vie à l’air libre ?

Les laboratoires d’analyse alimentaire ne peuvent répondre à ces questions que dans une mesure limitée. Ils nécessitent généralement des tests chronophages qui combinent plusieurs tests différents. Une équipe dirigée par Frank Lyko de DKFZ, en collaboration avec des collègues de l’entreprise chimique Evonik, présente maintenant une solution peut-être plus simple. Leur nouvelle approche : ils analysent l’empreinte caractéristique de marqueurs chimiques sur le génome des animaux.

« La question de l’origine des aliments devient de plus en plus un argument d’achat pour les consommateurs, en particulier lorsqu’il s’agit de produits d’origine animale et donc aussi de bien-être des animaux », déclare Lyko. « Nous avons maintenant établi une méthode de détection incroyablement sensible qui cartographie de nombreux facteurs environnementaux pertinents pour le bien-être animal. »

Notre matériel génétique, l’ADN, est parsemé de millions de marqueurs chimiques. Ce sont des groupes dits méthyle qui remplissent des fonctions biologiques importantes. Ils décident quels gènes sont traduits en protéines.

Contrairement à la séquence stable à vie des éléments constitutifs de l’ADN, les marqueurs méthyle peuvent être rattachés ou retirés à nouveau. Cela se produit dans l’adaptation aux exigences biologiques. Chez l’homme, par exemple, le schéma méthylique, appelé « méthylome », change au cours de la maladie ou de l’âge. L’ensemble de ces éléments de contrôle réversibles sur le génome est appelé épigénétique.

L’influence des facteurs environnementaux sur le méthylome n’est pas toujours facile à prouver. Le laboratoire de Frank Lyko au DKFZ a trouvé un organisme modèle idéal dans l’écrevisse marbrée pour rassembler une expertise complète sur cette question : « Toutes les écrevisses marbrées ont un génome identique, ce qui signifie qu’elles sont un seul clone. Par conséquent, l’étude des changements induits par l’environnement dans le modèle de méthylation n’est pas faussé par des facteurs génétiques déviants », explique le biologiste Lyko.

Pour l’analyse du méthylome, les chercheurs utilisent une technique spéciale de séquençage de l’ADN qui leur permet d’identifier chaque élément constitutif de l’ADN méthylé. Lyko et ses collègues ont ainsi pu identifier sans ambiguïté les populations d’écrevisses marbrées de différentes parties du monde. Ils ont pu distinguer les animaux des eaux propres ou eutrophes ou de l’élevage en laboratoire. Les chercheurs ont également réussi à suivre l’évolution temporelle de l’adaptation du schéma de méthylation lors du passage d’un type d’élevage à l’autre.

Encouragée par ces résultats sans ambiguïté, l’équipe a étendu avec succès les analyses du méthylome aux animaux qui font partie de l’alimentation humaine. Ils ont mené ce projet en collaboration avec des collègues d’Evonik.

Les chercheurs ont pu distinguer les crevettes de différentes installations d’élevage. Le méthylome des saumons des rivières à débit lent diffère de celui de leurs congénères qui vivaient dans les ruisseaux de montagne. Chez les poulets, la ferme et son approvisionnement en aliments ont affecté le schéma de méthylation. « Les conditions environnementales et de vie laissent une empreinte spécifique dans le méthylome de tous les organismes étudiés. Cela se passe différemment chez un poulet fermier que dans un élevage industriel », explique Frank Lyko.

« Les empreintes digitales de méthyle pourraient élargir les possibilités d’analyse des aliments en tant que biomarqueur important », déclare Sina Tönges, chercheuse au DKFZ, l’un des auteurs de l’étude. « Cependant, le séquençage tel que nous l’avons appliqué dans cette étude est une procédure laborieuse qui ne peut pas être effectuée de manière routinière dans l’analyse des aliments. Nous travaillons donc avec Evonik pour développer un système de test pour l’empreinte digitale du méthylome qui peut également se retrouver dans les laboratoires à grande échelle. . »

Geetha Venkatesh, Sina Tönges, Katharina Hanna, Yi Long Ng, Rose Whelan, Ranja Andriantsoa, ​​Annika Lingenberg, Suki Roy, Sanjanaa Nagarajan, Steven Fong, Günter Raddatz, Florian Böhl et Frank Lyko : signatures de méthylation de l’ADN dépendantes du contexte chez les animaux d’élevage.

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