A genomic and transcriptomic approach to characterize oenological Saccharomyces cerevisiae strains.

Il genere Saccharomyces comprende un gran numero di microrganismi di interesse tecnologico, utilizzati ad esempio per la produzione di bevande fermentate, biocarburanti e per la panificazione. La selezione naturale unita alla domesticazione ha determinato una pressione selettiva che ha modificato il genoma di questi lieviti producendo un ampio numero di ceppi diversi con fenotipi specializzati. Negli ultimi anni centinaia di ceppi sono stati caratterizzati dal punto di vista fenotipico ma una correlazione tra il fenotipo e il genotipo non è stata ancora completamente chiarita. L’analisi del sequenziamento genomico è un passo cruciale per ottenere una descrizione globale del contenuto genico e per evidenziare le differenze tra i ceppi. In questo studio sono stati sequenziati i genomi degli omozigoti derivati da quattro ceppi ecotipici di S. cerevisiae isolati da grappoli fermentati di Prosecco e Raboso Piave utilizzando sequenziatori di Nuova Generazione. Numerosi strumenti informatici sono stati utilizzati e sviluppati per adempire al complesso compito del finishing. Inoltre una dettagliata panoramica dell’espressione genica in 5 ceppi di vinificazione e 1 di laboratorio è stata effettuata utilizzando la tecnica RNA-seq con la metodologia SOLiD. I lieviti sono stati cresciuti in mosto sintetico in bioreattori controllati e dei campioni sono stati prelevati durante il processo fermentativo. I risultati hanno rivelato un profilo trascrizionale caratteristico dell’adattamento dei ceppi enologici allo stress dell’ambiente di vinificazione. Un confronto tra le differenze nelle sequenze promotoriali tra i ceppi e il successivo effetto a catena sull’espressione genica è stato considerato e i risultati evidenziano una maggior influenza della variabilità delle tandem repeat rispetto alle mutazioni sui siti di binding dei fattori di trascrizione. Infine utilizzando dei modelli statistici siamo riusciti a correlare le caratteristiche genetiche dei ceppi con le loro proprietà metaboliche e ad avere una visione globale dell’abilità di fermentazione dei diversi ceppi.