1- Contexte scientifique et objectifs du projet

La variabilité des caractéristiques musculaires (et donc de la qualité de la viande bovine) a pour origine les polymorphismes génétiques et la modulation de l’expression du génome liée aux différentes conditions d’élevage. Les caractéristiques musculaires connues (fibres, lipides, collagène) n’expliquent au plus que 30-40% de la variabilité de la tendreté. Dans ces conditions, la découverte de nouveaux prédicteurs moléculaires de la qualité de la viande constitue un enjeu important.

L’approche génomique à été mise en œuvre pour rechercher des polymorphismes dans des gènes candidats impliqués dans la biologie du muscle (programme européen GEMQUAL). Plusieurs centaines de SNPs ont été identifiés dans 200 gènes candidats. Ils seront mis en relation avec les qualités de la viande dans 15 races bovines. Le projet QUALVIGENE, (programme AGENAE d’Analyse du GENome des Animaux d’Elevage, appel d’offre GENANIMAL de l’ANR), doit valider ce type de polymorphismes, soit issus du projet GEMQUAL, soit d’autres publications ou encore de brevets, en races Blonde d’Aquitaine, Charolaise et Limousine (3550 taurillons). Ce projet est conduit avec la filière bovine française (UNCEIA, Institut de l’Elevage, APIS-GENE).

De même, les approches transcriptomique et protéomique ont permis de publier des listes de gènes ou de protéines différentiellement exprimés selon la qualité de la viande ou le potentiel de croissance musculaire (INRA Theix ; USA), le "persillé" (CSIRO Australie) ou la tendreté de la viande (INRA Theix). Le projet MUGENE porté par l’INRA de Theix et financé par AGENAE vise à réaliser des génotypages, des études de génomique (transcriptome, protéome) et de biochimie afin d’associer l’ensemble des résultats obtenus. Les projets QUALVIGENE et MUGENE ont été labéllisés par le Pôle de Compétitivité Inno-Viandes du Massif Central et porté par l’ADIV (Clermont-Ferrand). Enfin, les gènes identifiés par ces méthodologies sont connus dans d’autres espèces animales (ex : rongeurs, homme, ...) et, alors que la quantité d’information disponible augmente très rapidement (programmes de séquençage, de mutagénèse, ...), l’intégration de l’ensemble des données demeure un réel enjeu scientifique. L’objectif est de relier les informations disponibles sur les gènes impliqués dans le déterminisme de la qualité de la viande, en exploitant toutes les données acquises en génétique, biologie musculaire et en sciences de la viande pour élaborer des outils servant à prédire la qualité finale de la viande bovine.

2- Description du projet

Ce projet de recherche a deux objectifs majeurs :

• Développer un système d’information, c’est à dire organiser et stocker dans des bases de données adaptées, puis analyser les flux grandissants de données biochimiques et génomiques en rapport avec la qualité de la viande bovine
• Développer un outil applicatif de prédiction de la qualité de la viande bovine à partir des démarches de modélisation en s’inspirant des recherches déjà réalisées dans d’autres pays (Australie, USA).

Pour le premier objectif, les projets GEMQUAL, QUALVIGENE et MUGENE vont servir de support aux recherches envisagées. Ces données sur plus de 4000 animaux sont actuellement partagées entre les différents partenaires à l’aide de plusieurs bases de données sous ACCESS (dont une base nommée FILICOL) accessibles par des sites Web. L’objectif est de rassembler, stocker, sauvegarder et analyser l’ensemble des données phénotypiques et moléculaires de ces programmes pour identifier de nouveaux marqueurs de la qualité de la viande bovine. Pour le second objectif, nous nous inspirerons des modèles existants de caractérisation des muscles développés aux USA (http://bovine.unl.edu/eng/) ou de prédiction de la qualité de la viande à partir des facteurs d’élevage et techniques développés en Australie (Meat Science, 2002, 62 :295-308) pour développer un modèle de prédiction de la qualité de la viande bovine adapté aux exigences du marché français. Cet objectif sera réalisé avec le CSIRO en Australie avec lequel nous avons conduit un projet intitulé « Persillage de la viande bovine ».

Concrètement, nous devrons :

• Réaliser un travail bibliographique sur les méthodes mathématiques disponibles pour modéliser la qualité de la viande
• unifier les systèmes d’information disponibles (compatibilité des bases de données, etc...)
• tester ou mettre au point des outils robustes d’interrogation des bases de données et d’analyse de liaison
• réaliser des travaux in silico de cartographie pour positionner sur le génome bovin les gènes identifiés par les différentes approches (génotypage, transcriptome, protéome)
• traiter l’ensemble des données issues des différents programmes avec l’objectif de les « intégrer »
• publier les résultats ainsi obtenus

3- Usage public ou contrôlé

Les marqueurs géniques (polymorphismes, niveau d’expression des gènes) et les outils de prédiction de la qualité de la viande bovine seront mis à disposition de nos partenaires de la filière viande bovine française (UNCEIA, Institut de l’Elevage, APIS-GENE) et de nos collaborateurs étrangers.

4- Résultats attendus

Les attendus sont le développement d’outils informatiques pour modéliser la qualité de la viande bovine à partir de données phénotypiques (caractéristiques des animaux et de leurs muscles) et moléculaires (polymorphismes, données transcriptomiques et protéomiques). Les résultats de ce projet dans LIFEGRID seront poursuivis dans le programme européen PROSAFEBEEF (2007-2011) auquel participent l’INRA, l’ADIV, APIS-GENE, le CSIRO (Australie) pour la « prédiction de la qualité » et des universités américaines pour la transcriptomique. Un Workpackage spécifique porte sur la prédiction de la qualité de la viande bovine à partir de données « intégrées » de nature phénotypique, biochimique ou moléculaire. Il est coordonné par JF Hocquette (France) et associe APIS-GENE (qui apporte les données de QUALVIGENE), le National Food Center, et le CSIRO (Australie).

LifeGrid, le système d'information régional