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Comparing the intestinal transcriptome of Meishan and Large White piglets during late fetal development reveals genes involved in glucose and lipid metabolism and immunity as valuable clues of intestinal maturity

Authors :
H. Quesnel
Laure Gress
Marie-Christine Père
Véronique Romé
Laurianne Canario
Laurence Liaubet
Gaëlle Boudry
Yannick Lippi
Ying Yao
Isabelle Le Huërou-Luron
Magali SanCristobal
Yvon Billon
Samir Dou
Valentin Voillet
Pierre Mormède
Nathalie Iannucelli
Maëva Jégou
Nutrition, Métabolismes et Cancer (NuMeCan)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Sichuan Agricultural University
Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE )
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]
Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] (PEGASE)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST
ToxAlim (ToxAlim)
Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
This project received financial support from French National Agency of Research (PORCINET project, ANR-09-GENM005)
Agrocampus Ouest (FRANCE)
Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse - ENVT (FRANCE)
Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Institut National de la Recherche Agronomique - INRA (FRANCE)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale - INSERM (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Sichuan Agriculture University - SICAU (CHINA)
Université de Rennes 1 (FRANCE)
Génétique, Physiologie et Systèmes d’Elevage - GenPhySE (Toulouse, France)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-École nationale supérieure agronomique de Toulouse (ENSAT)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)
Transcriptomic impact of Xenobiotics (E23 TRiX)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Plateforme Génome & Transcriptome (GET)
Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Génétique, Expérimentation et Système Innovants (GenESI)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
PORCINET project, ANR-09-GENM005, The French National Research Agency
China Scholarship Council (CSC)-INRA joint PhD program
INRA GA and PHASE departments and the region Midi-Pyrénées
ANR-09-GENM-0005,PORCINET,Approche intégrée de la maturité des porcelets(2009)
Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
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Génétique, Expérimentation et Système Innovants
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Rennes 1 (UR1)
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École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
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Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
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(OATAO), Open Archive Toulouse Archive Ouverte
Génomique et biotechnologies végétales - Approche intégrée de la maturité des porcelets - - PORCINET2009 - ANR-09-GENM-0005 - GENOM-BTV - VALID
Source :
BMC Genomics, BMC Genomics, BioMed Central, 2017, 18, pp.647. ⟨10.1186/s12864-017-4001-2⟩, BMC Genomics, 2017, 18 (1), pp.647. ⟨10.1186/s12864-017-4001-2⟩, BMC Genomics, BioMed Central, 2017, 18 (1), pp.647. ⟨10.1186/s12864-017-4001-2⟩, BMC Genomics (18), 17 p.. (2017)
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

Background Maturity of intestinal functions is critical for neonatal health and survival, but comprehensive description of mechanisms underlying intestinal maturation that occur during late gestation still remain poorly characterized. The aim of this study was to investigate biological processes specifically involved in intestinal maturation by comparing fetal jejunal transcriptomes of two representative porcine breeds (Large White, LW; Meishan, MS) with contrasting neonatal vitality and maturity, at two key time points during late gestation (gestational days 90 and 110). MS and LW sows inseminated with mixed semen (from breed LW and MS) gave birth to both purebred and crossbred fetuses. We hypothesized that part of the differences in neonatal maturity between the two breeds results from distinct developmental profiles of the fetal intestine during late gestation. Reciprocal crossed fetuses were used to analyze the effect of parental genome. Transcriptomic data and 23 phenotypic variables known to be associated with maturity trait were integrated using multivariate analysis with expectation of identifying relevant genes-phenotypic variable relationships involved in intestinal maturation. Results A moderate maternal genotype effect, but no paternal genotype effect, was observed on offspring intestinal maturation. Four hundred and four differentially expressed probes, corresponding to 274 differentially expressed genes (DEGs), more specifically involved in the maturation process were further studied. In day 110-MS fetuses, Ingenuity® functional enrichment analysis revealed that 46% of DEGs were involved in glucose and lipid metabolism, cell proliferation, vasculogenesis and hormone synthesis compared to day 90-MS fetuses. Expression of genes involved in immune pathways including phagocytosis, inflammation and defense processes was changed in day 110-LW compared to day 90-LW fetuses (corresponding to 13% of DEGs). The transcriptional regulator PPARGC1A was predicted to be an important regulator of differentially expressed genes in MS. Fetal blood fructose level, intestinal lactase activity and villous height were the best predicted phenotypic variables with probes mostly involved in lipid metabolism, carbohydrate metabolism and cellular movement biological pathways. Conclusions Collectively, our findings indicate that the neonatal maturity of pig intestine may rely on functional development of glucose and lipid metabolisms, immune phagocyte differentiation and inflammatory pathways. This process may partially be governed by PPARGC1A. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:10.1186/s12864-017-4001-2) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Details

Language :
English
ISSN :
14712164
Database :
OpenAIRE
Journal :
BMC Genomics, BMC Genomics, BioMed Central, 2017, 18, pp.647. ⟨10.1186/s12864-017-4001-2⟩, BMC Genomics, 2017, 18 (1), pp.647. ⟨10.1186/s12864-017-4001-2⟩, BMC Genomics, BioMed Central, 2017, 18 (1), pp.647. ⟨10.1186/s12864-017-4001-2⟩, BMC Genomics (18), 17 p.. (2017)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....3b6f88ced7d71d2bd46216742610699b