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Endocrinologie Mitochondriale et Nutrition
(ACR)
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Objet d'étude : fibre musculaire, mitochondrie, muscle squelettique, myoblaste, myotubes, souris, souris knock out
Question sociétale et finalité, contexte : intérêt agronomique, nutrition humaine, production scientifique, relation alimentation santé, transfert des connaissances
Démarche, discipline : Biochimie et Biologie Moléculaire, Biologie animale, Biologie cellulaire, Endocrinologie et métabolisme, Food and Nutrition, Physiologie, Réseaux moléculaires
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Objet d'étude : fibre musculaire, mitochondrie, muscle squelettique, myoblaste, myotubes, souris, souris knock out
Question sociétale et finalité, contexte : intérêt agronomique, nutrition humaine, production scientifique, relation alimentation santé, transfert des connaissances
Démarche, discipline : Biochimie et Biologie Moléculaire, Biologie animale, Biologie cellulaire, Endocrinologie et métabolisme, Food and Nutrition, Physiologie, Réseaux moléculaires
Echelle d'étude : animaux, compartiment cellulaire, degré d'acétylation, état redox, état thyroïdien, lignée cellulaire, mitochondrial genome, niveau hormonal, système intracellulaire, type de muscle, type métabolique, type mitrochondrial, voie de signalisation intracellulaire, voie de transduction, voie métabolique
Dispositif technique et méthode d'étude : agent antioxydant, amp protéine kinase, analyse d'image, analyse de l'expression génique, analyse de phospholipide, analyse fonctionnelle de mutant, analyse fonctionnelle de promoteur, analyse histologique, analyse hormonal, analyse phénotypique, analyse western blot, antioxydant végétal, arn mitochondrial ribosomique, biologie du muscle, cinétique enzymatique, coimmunoprécipitation, contrôle hormonal, contrôle métabolique, coupe histologique, dosage enzymatique, dosage hormonal, dosage spectrophotométrique, électrophorèse sds page, étude in vitro, étude in vivo, étude moléculaire, étude physiologique, extraction adn, forme active de l'oxygène, fractionnement subcellulaire, hormonal regulation, immunoprécipitation, localisation subcellulaire, masse musculaire, microscope confocal, modèle nutritionnel, pcr en temps réel, physiologie animale, respiration, sonde fluorescente, stratégie antisens, suppresseur de tumeur, transcription in vitro, transfection, typage musculaire
Composé chimique, Facteur du milieu : calcineurine, calcium intracellulaire, coactivateur, composé polyphénolique, différenciation cellulaire, enzyme de détoxification, enzyme mitochondriale, espèce reactive de l'oxygène, facteur myogénique, fatty acid, gène c-erba, hormonal receptor, hormone thyroïdienne, lipide membranaire, métabolisme mitochondrial, mitochondrial genes, myopathie, myosines, nicotinamide adénine dinucléotide, oncogène, ppar, protooncogène, récepteur rxr, thyroid hormone receptor, triiodothyronine
Phénomène, processus et fonction : activité mitochondriale, adaptation métabolique, biogenèse mitochondriale, cell signalling, croissance musculaire, deacétylation, diet, différenciation, expression des gènes, fluidité membranaire, import mitochondrial, metabolic diseases, metabolism, myogenèse, nutritional imprinting, nutrition préventive, qualité, respiration mitochondriale, stress oxydant, syndrome métabolique, transformation cellulaire
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- Description détaillée :
La régulation de la différenciation des myoblastes qui survient in utero constitue l’un des Afficher la suite
La régulation de la différenciation des myoblastes qui survient in utero constitue l’un des paramètres majeurs qui conditionnent le potentiel de croissance musculaire chez les espèces matures à la naissance (Homme, espèces d’intérêt agronomique). Ces événements jouent en effet un rôle clé dans le déterminisme du nombre de fibres musculaires, pratiquement fixé à la naissance, le développement ultérieur de ce tissu dépendant essentiellement de l’équilibre synthèse/dégradation protéique dans les fibres musculaires. L’acquisition des caractéristiques contractiles et métaboliques des fibres musculaires est également largement influencée par le développement musculaire in utero; or, ces paramètres jouent un rôle important dans la sensibilité des fibres musculaires à la dégénérescence.
Les travaux de l’équipe Endocrinologie Mitochondriale et Nutrition se sont focalisés sur l’influence des hormones thyroïdiennes, régulateurs importants du développement musculaire, qui augmentent le nombre de fibres à la naissance, influencent l’acquisition de leurs caractéristiques contractiles et métaboliques, ainsi que le métabolisme énergétique et protéique. Au cours de l’étude concernant les voies d’action de cette hormone, qui a notamment disséqué l’intervention des récepteurs nucléaires de la triiodothyronine (T3), notre équipe a découvert les récepteurs hormonaux localisés dans la mitochondrie, qui assurent un contrôle direct de l’activité de l’organite.
Parallèlement à leur rôle majeur dans la régulation du métabolisme énergétique, les mitochondries sont impliquées dans des processus aussi importants que la régulation de la prolifération et de la différenciation cellulaires ou de l’apoptose. Elles régulent l'expression d'un très grand nombre de gènes nucléaires via une signalisation rétrograde impliquant les dérivés réactifs de l'oxygène, la signalisation calcique, le pool intra cellulaire d'acides gras, l'ATP ou l'AMPK. Les mitochondries contrôlent ainsi des processus essentiels du développement et de la régénération tissulaire, leur dysfonctionnement conduisant à de nombreuses pathologies concernant notamment le muscle. Les mitochondries constituent également un senseur et un effecteur tissulaire de l'adaptation à différentes conditions de l'environnement telles que la nutrition, la disponibilité en oxygène, la température ambiante ou l'activité physique.
Les récepteurs mitochondriaux de la T3, dont le rôle a été élucidé pour l’un d’entre eux, modifient l'activité de l'organite et régulent ainsi des paramètres aussi importants que la consommation d'oxygène (facteur critique en conditions d'hypoxie), le métabolisme basal (facteur essentiel de la thermoadaptation), la production mitochondriale de chaleur (facteur important de thermorégulation), le métabolisme lipidique et glucidique (réponse aux paramètres nutritionnels), le développement des tissus (en particulier le muscle squelettique). Nos travaux ont notamment démontré l’implication directe de cette voie d’action dans les événements précoces et tardifs du développement musculaire : différenciation des myoblastes, acquisition des caractéristiques contractiles et métaboliques des fibres musculaires, dégénérescence musculaire (atrophie).
Nous poursuivons plusieurs objectifs : i) Etudier la signalisation rétrograde mitochondries/noyau et définir les gènes cibles de cette régulation impliqués dans le développement et le maintien du tissu musculaire ; ii) Etudier la réponse de la T3, hormone majeure de l’adaptation, et de sa voie d’action mitochondriale directe, à des modifications de l’environnement (climat, nutrition, conditions d’élevage…), et ses conséquences sur le développement musculaire ; iii) Etudier la réponse et l’importance d’un autre senseur des conditions environnementales, Sirt3 (Sirtuine mitochondriale) pour l’activité de l’organite et le métabolisme énergétique des fibres, son influence sur l’activité des récepteurs mitochondriaux de la T3 et ses conséquences sur le développement musculaire. Ces travaux nous permettront de caractériser et mieux comprendre les modifications du développement, du métabolisme, de la croissance et de la maintenance musculaire en réponse aux contraintes environnementales. Ils comportent des aspects in vitro (cultures cellulaires et mitochondries isolées) et in vivo sur rats ou souris normales soumises à des modifications de l’environnement, et sur souris génétiquement modifiées obtenues au sein de notre équipe (invalidées pour ou surexprimant la p43, récepteur mitochondrial de la T3) ou invalidées pour Sirt3 en collaboration avec Francesc Villaroya (Barcelone). Ces résultats seront étendus aux espèces d’intérêt agronomique en collaboration avec les équipes INRA concernées. La bonne connaissance du métabolisme mitochondrial et de la différenciation musculaire acquise par notre équipe au cours des années passées permet notamment de disposer d’un ensemble important de techniques permettant d’appréhender le fonctionnement de l’organite.
En parallèle, à la demande du Département AlimH soucieux de développer une meilleure connaissance des influences nutritionnelles sur l’activité mitochondriale et de ses conséquences sur la santé humaine, une thématique nutrition a été introduite dans notre équipe. Elle a pour objectif : i) d’apprécier les conséquences de la nature lipidique du régime sur la composition des membranes mitochondriales et l’activité de l’organite ; ii) d'étudier l’influence de déséquilibres nutritionnels sur la production de ROS et le rôle « santé » des antioxydants. Ces travaux sont réalisés sur rongeurs soumis à des régimes déséquilibrés. Des collaborations sont actives afin d’étudier l’intérêt de ces travaux chez l’Homme. Réduire

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