Activités de recherche de l'équipe Biologie de l’Oeuf et Physiologie de la Poule (BOPP)

Animatrice de l'équipe : Sophie Réhault-Godbert

Objectifs généraux :

- Le premier objectif de l’équipe est de produire des connaissances fondamentales sur la physiologie de la poule pondeuse et les fonctions biologiques de l’œuf. 

- Le deuxième objectif est d’améliorer la durabilité de l’élevage des poules pondeuses et de la production des œufs en 

1) identifiant des marqueurs de qualité des œufs (de consommation et à couver), 

2) améliorant les pratiques de production des poules pondeuses, et 

3) optimisant les pratiques de conservation des œufs et d’incubation. 

Thématiques :

- Homéostasie calcique (santé osseuse de la poule pondeuse, qualité de la coquille et qualité du   squelette de l’embryon)

La synthèse de la coquille (carbonate de calcium) se déroule dans l’utérus de la poule et repose sur la biodisponibilité du calcium dont une partie est stockée dans le squelette de la poule. Notre objectif est de comprendre les mécanismes physiologiques impliqués dans le transfert des minéraux de l’intestin à l’os de la poule, de l’os à la coquille de l’œuf, et de la coquille au squelette de l’embryon. En parallèle, nous explorons différentes stratégies qui permettent de préserver la santé osseuse de la poule tout en assurant la qualité de la coquille et celle du squelette du futur poussin.

- Formation de l’œuf

Pour améliorer nos connaissances sur la physiologie de la formation de l’œuf et sur les caractéristiques des différents compartiments qui le composent, nous utilisons des approches complémentaires de biochimie des protéines, de biologie moléculaire, et d’imagerie notamment. Certains projets incluent également sur des approches de biologie comparée entre des œufs provenant de différentes races de poules et d’autres espèces d’oiseaux.

-Fonctions biologiques de l’œuf

Une meilleure caractérisation structurale des structures extra-embryonnaires et des constituants moléculaires de l’œuf, combinée à l’étude de leurs activités et de leur évolution au cours du développement embryonnaire nous permettent de préciser leurs rôles physiologiques respectifs au cours du développement de l’embryon.

La caractérisation biochimique et fonctionnelle de protéines purifiées (ou produites par voie recombinante) et l’élucidation de leur structure tridimensionnelle contribuent à une meilleure compréhension des relations structure-activité de ces molécules et de l’impact de certaines mutations naturelle des protéines sur la qualité des œufs.

Certaines de ces activités (activités antimicrobiennes des protéines, notamment) peuvent faire l’objet d’une valorisation en santé humaine, comme alternatives aux antibiotiques conventionnels ou en agroalimentaire (conservateurs). De même, l’identification des protéines impliquées dans la minéralisation de la coquille permet d’envisager des applications pour la production d’additifs organiques dans l’industrie des matériaux.

- Qualité de l’œuf de consommation (non fécondé)

La qualité sanitaire de l’œuf repose en grande partie sur l’intégrité de la coquille et des structures internes de l’œuf (notamment le blanc et la membrane vitelline) qui limitent la pénétration et le développement d’éventuels pathogènes responsables de toxi-infections. L’intégrité des différents compartiments de l’œuf est évaluée à l’aide d’indicateurs de fraicheur et/ou de qualité reflétant les caractéristiques physiques et physico-chimiques de ces structures. Nous nous intéressons plus particulièrement aux effets de différents facteurs liés à la poule (génétique, âge, nutrition, système d’élevage…) et aux conditions de conservation des œufs (durée, température, atmosphère) sur ces indicateurs et sur la composition biochimique des compartiments de l’œuf. Nous sommes également amenés à étudier des conditions contrastées (optimales versus dégradées), pour identifier les marqueurs de qualité des œufs de consommation (marqueurs moléculaires et polymorphismes de gènes) dont certains peuvent potentiellement être utilisés dans des schémas de sélection pour améliorer la qualité des œufs.

- Caractérisation et qualité des œufs à couver (fécondés)

En aviculture, les œufs fécondés servent pour la production des futurs poulets de chair (viande) et futures poules pondeuses (œufs de consommation). Afin d’améliorer la viabilité des œufs et optimiser le développement de l’embryon, nous expérimentons différentes conditions de stockage et d’incubation d’œufs fécondés.

Par ailleurs, la comparaison des caractéristiques moléculaires et structurales des œufs contenant un embryon mâle à celles des œufs contenant un embryon femelle nous permet d’identifier des marqueurs du sexe de l’embryon, qui sont susceptibles d’aider au développement d’outils de sexage in ovo précoces.

Les projets en cours :

- BPI France 2030. Nouvelle solution de sexage in ovo. 2024-2026. 

- UMT BECOME - Bien-être, Éleveurs, COnsommateurs et MarchEs. 2023-2028.

- Contrat de Recherche partenariale Institut Carnot F2E HEEBS « HyD Effect on Egg and Bone Status ». 2022-2025. 

Les projets échus :

- H2020 PPILOW, Poultry and PIg Low-input and Organic production systems’ Welfare 2019-2024.
- ANR EQLIPSE, Enhancing the Quality and the Level of Internal Protections of Shell Eggs. 2019-2024.
- CASDAR Chick’tip. 2018-202.- Contrat de Recherche partenariale Institut Carnot F2E “Bone and EggShell Quality ». 2018-2022.
- Contrat de Recherche Partenariale Institut Carnot F2E « D-shell ». 2019. Coordinateur.
- Contrats de Recherche Partenariale Institut Carnot F2E « D-shell2 et D-Shell2 Proteomics ». 2021-2022.
- Contrat de Recherche d’Intérêt Régional Centre Val de Loire « Volailles ». 2018-2022. Valorisation de l’Origine, Liens entre Acteurs, Identités LocaLes, Évolutions du Secteur avicole.
- Projet de Recherche AGENAVI « Polcacao ». 2019-2021. POLymorphismes CAndidats de la CAlcification de la coquille de l’Œuf de poule.
- Contrat Studium Professorship. Maxwell Hincke (Univ. Ottawa). 2018-2022. Innate immunity at biomineralized barriers 

- SAPhyR-11, Structure-Activity and Phylogenetic Relationships of avian beta-defensin 11. 2017-2020. Région Centre Val de Loire.

- UMT-BIRD (aviculture, système et territoire). 2017-2021.

Sélection de publications représentatives de nos activités (2021-2024)

Maeva Halgrain, Maris Schneider, Shumeng Jia, Agnès Narcy, Eric Gambier, et al.. A 3D micro-computed tomography study comparing embryonic skeletal development in layer versus broiler strains of the domestic chicken. Poultry Science, 2024, 103 (12), pp.104308. ⟨10.1016/j.psj.2024.104308⟩. ⟨hal-04711691⟩

A.B. Rodríguez-Navarro, N. Domínguez-Gasca, D. Athanasiadou, N. Le Roy, A. González-Segura, et al.. Guinea fowl eggshell structural analysis at different scales reveals how organic matrix induces microstructural shifts that enhance its mechanical properties. Acta Biomaterialia, 2024, 178, pp.244-256. ⟨10.1016/j.actbio.2024.03.001⟩. ⟨hal-04500196⟩

Thierry Moreau, Emilie Recoules, Marion de Pauw, Valérie Labas, Sophie Réhault-Godbert. Evidence that the Bowman-Birk Inhibitor from Pisum sativum affects intestinal proteolytic activities in chickens. Poultry Science, 2024, 103 (1), pp.103182. ⟨10.1016/j.psj.2023.103182⟩. ⟨hal-04270641⟩

Maeva Halgrain, Nelly Bernardet, Christelle Hennequet-Antier, Sophie Réhault-Godbert. Sex-specific transcriptome of the chicken chorioallantoic membrane. Genomics, 2024, 116 (1), pp.110754. ⟨10.1016/j.ygeno.2023.110754⟩. ⟨hal-04356368⟩

F Hervo, M.-P Létourneau-Montminy, N Même, Bertrand Méda, Michel Jacques M.J. Duclos, et al.. Effect of phytase and limestone particle size on mineral digestibility, performance, eggshell quality, and bone mineralization in laying hens. Poultry Science, 2023, 102 (5), pp.102613. ⟨10.1016/j.psj.2023.102613⟩. ⟨hal-04151063⟩

Hans Adriaensen, Vanille Parasote, Ines Castilla, Nelly Bernardet, Maëva Halgrain, et al.. How Egg Storage Duration Prior to Incubation Impairs Egg Quality and Chicken Embryonic Development: Contribution of Imaging Technologies. Frontiers in Physiology, 2022, 13, ⟨10.3389/fphys.2022.902154⟩. ⟨hal-03683203⟩

Nicolas Guyot, Céline Landon, Philippe Monget. The Two Domains of the Avian Double-β-Defensin AvBD11 Have Different Ancestors, Common with Potential Monodomain Crocodile and Turtle Defensins. Biology, 2022, 11 (5), ⟨10.3390/biology11050690⟩. ⟨hal-03673045⟩

Maëva Halgrain, Sonia Georgeault, Nelly Bernardet, Maxwell Hincke, Sophie Réhault-Godbert. Concomitant Morphological Modifications of the Avian Eggshell, Eggshell Membranes and the Chorioallantoic Membrane During Embryonic Development. Frontiers in Physiology, 2022, 13, ⟨10.3389/fphys.2022.838013⟩. ⟨hal-03666492⟩

Mégane Brégeon, Daniel Tomas, Benoît Bernay, Céline Zatylny-Gaudin, Sonia Georgeault, et al.. Multifaceted roles of the egg perivitelline layer in avian reproduction: Functional insights from the proteomes of chicken egg inner and outer sublayers. Journal of Proteomics, 2022, 258, pp.104489. ⟨10.1016/j.jprot.2022.104489⟩. ⟨hal-03541518⟩

Thierry Moreau, Joël Gautron, Maxwell T. Hincke, Philippe Monget, Sophie Réhault-Godbert, et al.. Antimicrobial proteins and peptides in avian eggshell: Structural diversity and potential roles in biomineralization. Frontiers in Immunology, 2022, 13, pp.1-29. ⟨10.3389/fimmu.2022.946428⟩. ⟨hal-03752173⟩

Joël Gautron, Clara Dombre, Francoise Nau, Cyril Feidt, Laurent Guillier. Review: Production factors affecting the quality of chicken table eggs and egg products in Europe. Animal, 2022, 16 (Suppl. 1), pp.100425. ⟨10.1016/j.animal.2021.100425⟩. ⟨hal-03508011⟩

Joël Gautron, L. Stapane, N. Le Roy, Y. Nys, A. B Rodriguez-Navarro, et al.. Avian eggshell biomineralization: an update on its structure, mineralogy and protein tool kit. BMC Molecular and Cell Biology, 2021, 22 (1), ⟨10.1186/s12860-021-00350-0⟩. ⟨hal-03256042⟩