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St Pee

Aquapôle INRA

Inra Bordeaux-Aquitaine
Quartier Ibarron
64310 Saint-Pée-sur-Nivelle
FRANCE

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fax : +33 (0) 5 59 54 51 52

Sandrine Skiba-Cassy

CR 1

sandrine skiba
© inra, 2007
La plupart des poissons téléostéens présentent des besoins nutritionnels élevés en acides aminés et principalement satisfaits par l'utilisation de la farine de poisson. Cette pratique est aujourd'hui largement remise en question car incompatible avec le développement durable de l'aquaculture

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Coordonnées

UMR 1419 NuMeA (Nutrition Métabolisme Aquaculture )
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64310 St Pée-sur-Nivelle France
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Fax: +33 (0)5 59 54 51 52
Courriel : prenom.nom@inra.fr

Activités de Recherches

Cursus et formation

Ingénieur Agronome diplômé de l'école Nationale Supérieure Agronomique de Rennes.
Attaché Scientifique Contractuelle, INRA, Doctorat de l'université Claude Bernard, Lyon 1.
Recrutement CR2, Station de Recherches Avicoles, INRA Nouzilly, en 1999.

Thématique actuelle

La plupart des poissons téléostéens présentent des besoins nutritionnels élevés en acides aminés et principalement satisfaits par l’utilisation de la farine de poisson. Cette pratique est aujourd’hui largement remise en question car incompatible avec le développement durable de l’aquaculture. Il est donc essentiel de remplacer les farines de poissons par des produits végétaux. Les matières premières végétales présentent des profils en acides aminés différents de celui de la farine de poisson impliquant ainsi l’ajout d’acides aminéssous forme cristalline dans les régimes. Mais l’obstacle le plus important dans l’utilisation des matières premières végétales repose sur la richesse naturelle de ces matières premières en glucides. En effet, les salmonidés comme la truite, se caractérise par leur faible efficacité d’utilisation des glucides alimentaires. L’augmentation des glucides dans leur alimentation induit une baisse de la croissance et une hyperglycémie postprandiale prolongée.

Les acides aminés ne sont plus considérés seulement comme des éléments de structure des protéines, ils participent au contrôle de nombreux mécanismes biologiques comme l’activation de voies de signalisation intracellulaires, le contrôle de la synthèse protéique et la régulation de l’expression des gènes. Dans ce contexte, l’objectif de mes travaux de recherche est de mieux comprendre le rôle joué par les acides aminés,majoritairement présents dans les aliments aquacoles, dans la faible utilisation métabolique des glucides chez la truite arc-en-ciel. Ainsi, je m’intéresse à l’implication des acides aminés dans la régulation de l’expression des gènes du métabolisme. Un focus est plus particulièrement donné sur les interactions entre les acides aminés et deux autres facteurs connus pour leur rôle dans le contrôle de l’expression des gènes du métabolisme : l’insuline et le glucose. Nous étudions l’effet des acides aminés sur l’expression de gènes clés du métabolisme hépatique et recherchons les voies de signalisation potentiellement impliquées dans ces régulations.

Principaux résultats

Nous avons dans un premier temps caractérisé la voie de signalisation de l’insuline chez la truite arc-en-ciel et démontré que la réalimentation et l’administration exogène d’insuline activent in vivo des éléments clés de la voie de signalisation de l’insuline (Akt/TOR/S6). L’insuline active également la protéine Akt en culture primaire d’hépatocytes de truite mais la présence d’acides aminés est essentielle à l’activation de la voie TOR/S6K1/S6.

AktTOR
Activation de la voie signalisation Akt/TOR par l’insuline l’insuline (I) et les acides aminés (AA). R=Rapamycine (Lansard et al., AJP, 2010)

Après avoir mis en évidence le rôle de l’insuline dans la régulation de l’expression de nombreux gènes du métabolisme chez la truite, nous avons observé in vitro que nombreux de ces gènes pouvaient également être contrôlés par les acides aminés. Ainsi, les acides aminés induisent indépendamment de l’insuline l’expression des gènes néoglucogéniques codant pour la glucose-6-phosphatase (G6Pase) et la phosphoénolpyruvatecarboxykinase (PEPCK). De nombreux gènes du métabolisme hépatique comme les gènes codant pour les enzymes lipogéniques FAS (FattyAcidSynthase) et ACLY (ATP-citrate lyase), l’enzyme glycolytique glucokinase (GK) et la G6Pase sont également contrôlés par la présence conjointe de l’insuline et des acides aminés via l’activation de la voie de signalisation TOR.

FAS

Contrôle de l’expression du gène FAS par l’insuline (I) et/ou les acides aminés (AA). C=Contrôle R=rapamycine

Afin d’étudier in vivo, le rôle des acides aminés dans le contrôle de l’expression des gènes du métabolisme, le ratio protéines/glucides alimentaires a été modifié. A la suite d’un repas unique, nous observons dans le foie et le muscle de truite une baisse de l’activation postprandiale de la voie de signalisation de l’insuline lorsque les glucides sont augmentés au détriment des protéines. Au niveau de la régulation postprandiale de l’expression des gènes du métabolisme, nous démontrons que l’expression de la glucokinase est bien induite par l’introduction de glucides dans l’alimentation mais l’expression des gènes néoglucogéniques n’est pas inhibée. Ces mécanismes pourraient participer au maintien d’une forte glycémie après le repas. Les gènes lipogéniques semblent en revanche être principalement sous le contrôle des acides aminés car l’induction de l’expression des gènes FAS et ACLY diminuent progressivement lors de la substitution des protéines par les glucides.

Perspectives

Après avoir étudié in vitro l’effet des interactions entre insuline et acides aminés, la question est maintenant de savoir si le glucose peut interférer in vitro dans les régulations générées par l’insuline et les acides aminés. Nous poursuivons également nos recherches sur les mécanismes moléculaires empruntés par les acides aminés pour réguler l’expression des gènes.

Partenariats et projets en cours

Ce travail fait l'objet d'un financement de la part du Conseil Régional Aquitaine (2006-2008) et de l'Agence Nationale de la Recherche (Projet ANR "Jeunes Chercheurs" 2009-2011)

Enseignements

MASTER2 BAPSA, Agrocampus Ouest - Université de Rennes et Licence 3 Biologie des Organismes, Université de Pau et des Pays de l'Adour

Sélection de Publications

  • Plagnes-Juan E, Lansard M, Seiliez I, Medale F, Corraze G, Kaushik S, Panserat S, and Skiba-Cassy S. Insulin regulates the expression of several metabolism-related genes in the liver and primary hepatocytes of rainbow trout (Oncorhynchusmykiss). J ExpBiol 211: 2510-2518, 2008.
  • Skiba-Cassy S, Lansard M, Panserat S, and Medale F. Rainbow trout genetically selected for greater muscle fat content display increased activation of liver TOR signaling and lipogenic gene expression. Am J PhysiolRegulIntegr Comp Physiol 297: R1421-1429, 2009.
  • Lansard M, Panserat S, Seiliez I, Polakof S, Plagnes-Juan E, Geurden I, Medale F, Kaushik S, Corraze G, and Skiba-Cassy S. Hepatic protein kinase B (Akt)-target of rapamycin (TOR)-signalling pathways and intermediary metabolism in rainbow trout (Oncorhynchusmykiss) are not significantly affected by feeding plant-based diets. Br J Nutr 102: 1564-1573, 2009.
  • Lansard M, Panserat S, Plagnes-Juan E, Seiliez I, and Skiba-Cassy S. Integration of insulin and amino acid signals that regulate hepatic metabolism-related gene expression in rainbow trout: role of TOR. Amino Acids 39: 801-810, 2010.
  • Lansard M, Panserat S, Seiliez I, Polakof S, Plagnes-Juan E, Geurden I, Medale F, Kaushik S, Corraze G, and Skiba-Cassy S. Hepatic protein kinase B (Akt)-target of rapamycin (TOR)-signalling pathways and intermediary metabolism in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) are not significantly affected by feeding plant-based diets. Br J Nutr 102: 1564-1573, 2009.
  • Seiliez I, Panserat S, Lansard M, Polakof S, Plagnes-Juan E, Surget A, Dias K, Larquier M, Kaushik S, and Skiba-Cassy S. Dietary carbohydrate to protein ratio affects TOR signaling and metabolism-related gene expression in the liver and muscle of rainbow trout after a single meal. Am J PhysiolRegulIntegr Comp Physiol, 2011