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

Animateurs de l'équipe : Joël Gautron et 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

Par l’étude des profils d’expression, sécrétoire et fonctionnels des tissus de la poule, par la caractérisation structurale, physicochimique et biochimique des composants de l’œuf (structures et molécules), et par des approches de biologie comparée avec des œufs de différentes souche/races de poules et d’autres espèces d’oiseaux, nous cherchons à améliorer nos connaissances sur la physiologie de la formation de l’œuf et sur la structure des différents compartiments qui le composent.

-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 ainsi que leur cinétique de maturation et/ou dégradation qui accompagne le développement de l’embryon. La caractérisation biochimique et fonctionnelle de protéines candidates 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. 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), tandis que l’identification des protéines impliquées dans la biominéralisation 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 des œufs fertilisés. Par ailleurs, la comparaison des profils moléculaires des œufs contenant un embryon mâle à des œufs contenant un embryon femelle nous permet par ailleurs 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 :

- H2020 PPILOW, Poultry and PIg Low-input and Organic production systems’ Welfare 2019-2024. Partenaire. 
- ANR EQLIPSE, Enhancing the Quality and the Level of Internal Protections of Shell Eggs. 2019-2023. Coordinateur.
- UMT- BECOME - Bien-être, Éleveurs, COnsommateurs et MarchEs. 2023-2028. Partenaire
- Contrat de Recherche partenariale Institut Carnot F2E HEEBS « HyD Effect on Egg and Bone Status ». Partenaire. 2022-2025. Coordinateur

Les projets réalisés :

- CASDAR Chick’tip. 2018-2021. Partenaire.
- Contrat de Recherche partenariale Institut Carnot F2E “Bone and EggShell Quality ». 2018-2022. Partenaire.
- 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. Coordinateur.
- 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. Partenaire.
- Projet de Recherche AGENAVI « Polcacao ». 2019-2021. POLymorphismes CAndidats de la CAlcification de la coquille de l’Œuf de poule. Partenaire. 
- Contrat Studium Professorship. Maxwell Hincke (Univ. Ottawa). 2018-2021. Innate immunity at biomineralized barriers. 
- SAPhyR-11, Structure-Activity and Phylogenetic Relationships of avian beta-defensin 11. 2017-2020. Coordinateur. Région Centre Val de Loire.
- UMT-BIRD (aviculture, système et territoire). 2017-2021.

Publications majeures :

10 publications majeures (2020-2023)

Maeva Halgrain, Nelly Bernardet, Christelle Hennequet-Antier, Maxwell Hincke, and Sophie Réhault- Godbert. RNA-seq analysis of the active chick embryo chorioallantoic membrane reveals genes that encode proteins assigned to ion transport and innate immunity. Genomics, 115(2):110564, March 2023. doi: 10.1016/j.ygeno.2023.110564. URL https://hal.inrae.fr/hal-03957519.

 Thierry Moreau, Joël Gautron, Maxwell T. Hincke, Philippe Monget, Sophie Réhault-Godbert, and Nicolas Guyot. Antimicrobial proteins and peptides in avian eggshell: Structural diversity and potential roles in biomineralization. Frontiers in Immunology, 13:1–29, July 2022. doi:10.3389/fimmu.2022.946428. URL https://hal.inrae.fr/hal-03752173.

 Hans Adriaensen, Vanille Parasote, Ines Castilla, Nelly Bernardet, Maeva Halgrain, François Lecompte, and Sophie Réhault-Godbert. How Egg Storage Duration Prior to Incubation Impairs Egg Quality and Chicken Embryonic Development: Contribution of Imaging Technologies. Frontiers in Physiology, 13, May 2022. doi: 10.3389/fphys.2022.902154. URL https://hal.inrae.fr/hal-03683203.

 Nicolas Guyot, Céline Landon, and Philippe Monget. The Two Domains of the Avian Double-β-Defensin AvBD11 Have Different Ancestors, Common with Potential Monodomain Crocodile andTurtle Defensins. Biology, 11(5), April 2022. doi: 10.3390/biology11050690. URL https://hal.inrae.fr/hal-03673045

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

 Mégane Brégeon, Daniel Tomas, Benoît Bernay, Céline Zatylny-Gaudin, Sonia Georgeault, Valérie Labas, Sophie Réhault-Godbert, and Nicolas Guyot. 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, 258:104489, January 2022. doi: 10.1016/j.jprot.2022.104489. URL https://hal.sorbonne-universite.fr/hal-03541518

 Joël Gautron, Sophie Réhault-Godbert, T.G.H. van de Braak, and I.C. Dunn. Review: What are the challenges facing the table egg industry in the next decades and what can be done to address them? Animal, 15, 2021b. doi: 10.1016/j.animal.2021.100282. URL https://hal.inrae.fr/hal-03283630.

 Lilian Stapane, Nathalie Le Roy, Jacky Ezagal, Alejandro Rodriguez-Navarro, Valérie Labas, Lucie Combes-Soia, Maxwell Hincke, and Joël Gautron. Avian eggshell formation reveals a new paradigm for vertebrate mineralization via vesicular amorphous calcium carbonate. Journal of Biological Chemistry, 295(47):15853–15869, November 2020. doi: 10.1074/jbc.RA120.014542. URL https://hal.inrae.fr/hal-03467835

 Nicolas Guyot, Sascha Trapp, Herve Meudal, Sophie Iochmann, Anne Silvestre, Guillaume Jousset, Valérie Labas, Pascale Reverdiau, Karine Loth, Virginie Herve, Vincent Aucagne, A.F. Delmas, Sophie Réhault-Godbert, and Céline Landon. Structure, function, and evolution of Gga -AvBD11, the archetype of the structural avian-double-β-defensin family. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(1):337–345, January 2020. doi:10.1073/pnas.1912941117. URL https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02522250. https://www.inrae.fr/actualites/avbd11-proteine-naturelle-loeuf-au-potentiel-therapeutique-prometteur

 Audrey Gloux, Nathalie Le Roy, Nathalie Même, Marie-Liesse Piketty, Dominique Prié, Gaëlle Benzoni, Joël Gautron, Yves Nys, Agnès Narcy, Michel Jacques Duclos. Increased expression of fibroblast growth factor 23 is the signature of a deteriorated Ca/P balance in ageing laying hens. Scientific Reports, 2020, 10 (1), doi: 10.1038/s41598-020-78106-7.https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03042892. https://www.inrae.fr/actualites/comment-prevenir-losteoporose-qui-guette-poules-fin-ponte