Observen per primera vegada una mateixa adaptació genètica en dos llevats diferents usats en la fermentació del vi

03/12/2021
El grup d’investigació de l’IATA-CSIC que ha elaborat l’estudi. D’esquerra a dreta: Ana Cristina Adam, Amparo Querol, Laura Gutiérrez, Eladio Barrio i Roberto Pérez.

Un grup d’investigació de l’Institut d’Agroquímica i Tecnologia d’Aliments (IATA-CSIC), al Parc Científic de la Universitat de València, publica a PLOS Genetics un estudi que descobreix els mecanismes genètics pels quals Saccharomyces uvarum, un dels llevats emprats per elaborar vi, actua a la fermentació del mateix. L’estudi mostra per primera vegada un fenomen conegut com a “convergència evolutiva” en dues espècies diferents de llevats que els permet adaptar-se a un procés dirigit per l’ésser humà.

Els investigadors van observar que són els mateixos que els descrits en Saccharomyces cerevisiae, un altre llevat molt usat en la indústria, cosa que suposaria el primer cas de convergència evolutiva de dues espècies diferents de llevats davant un mecanisme artificial creat per l’ésser humà com és l’ocupació de sulfits.

Aquest treball és el resultat d’una col·laboració multidisciplinària entre grups de recerca de l’IATA-CSIC, la Universitat de València i la Universitat Nacional del Comahue (Argentina). L’objectiu principal era estudiar els mecanismes implicats en l’adaptació a processos fermentatius d’un tipus de llevat, Saccharomyces uvarum, que es troba i participa activament a la fermentació del vi, principalment a temperatures baixes.

L’equip d’investigació va observar que Saccharomyces uvarum podria presentar algun canvi genètic que li facilita créixer en presència d’un dels conservants més utilitzats als cellers, el sulfit, un compost que s’afegeix com a antimicrobià i antioxidant als mosts de raïm durant la producció del vi. “Aquest estudi ens ha permès demostrar que el mecanisme que permet que aquesta espècie siga capaç de créixer en presència de sulfit és una translocació recíproca, és a dir, una recombinació entre dos cromosomes diferents, cosa poc freqüent en l’evolució d’aquests microorganismes”, revela Roberto Pérez, investigador de l’IATA i un dels responsables de l’estudi.

“És interessant destacar que el mecanisme descrit és una adaptació molt similar, i que ha sorgit de forma independent, a la que havíem descrit en una altra mena de llevat, Saccharomyces cerevisiae, més comú i utilitzat en fermentacions. Aquest fenomen pel qual una mateixa adaptació sorgeix de forma independent en dos o més organismes s’anomena convergència evolutiva”, explica Amparo Querol, investigadora a l’IATA i també responsable del treball.

Saccharomyces cerevisiae és l’espècie més utilitzada a la fermentació per la indústria per garantir la millor qualitat i estabilitat dels vins. En enologia, els llevats més importants són els que pertanyen a la família Saccharomycetaceae, que conté un gran nombre d’espècies del gènere Saccharomyces, les quals són les grans responsables de transformar el most en vi, com Saccharomyces cerevisiae o Saccharomyces uvarum.

Primer cas de convergència evolutiva en llevats distints

La importància d’aquest estudi és que és la primera vegada que s’observa una convergència evolutiva causada per translocacions independents en dues espècies diferents de llevats, cosa que els permet adaptar-se amb èxit a una condició ambiental generada per l’home com és la utilització de sulfit. en fermentacions víniques, asseguren els científics en el seu treball publicat a PLOS Genetics.

“Des de fa mil·lennis els humans hem afegit sulfits mitjançant la crema de sofre per preservar el vi. Això ha afavorit la selecció de llevats, el paper dels quals en la fermentació no es va demostrar fins al segle XIX adaptades a aquestes condicions que no es donen a la natura, cosa que es coneix com a domesticació inconscient”, assegura Eladio Barrio investigador de la Universitat de València i coautor del treball.

Aplicacions

Així, “una de les aplicacions d’aquest treball és ajudar-nos a desenvolupar nous mètodes per millorar els llevats responsables de processos on s’utilitza el sulfit com a conservant, ja siga en la producció de vi o de sidra”, apunta Amparo Querol.

Referència:

Macías LG, Flores MG, Adam AC, Rodríguez ME, Querol A, Barrio E, et al. (2021) Convergent adaptation of Saccharomyces uvarum to sulfite, an antimicrobial preservative widely used in human-driven fermentations. PLoS Genet 17(11): e1009872. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1009872