Primo piano –

Così la genomica ha consentito di avvicinare le distanze tra scienza pura e applicata

Lieviti selezionati e migliorati


In pochi anni le conoscenze acquisite grazie al processo di sequenziamento dei geni di S.cerevisiae hanno consentito di cambiare la prospettiva di ricerca dei lieviti per uso enologico. Chris Curtin dell’AWRI, in questo secondo pezzo dell’intervista, spiega come.

Dalla selezione al miglioramento dei ceppi


Nella selezione e sviluppo dei nuovi ceppi di lievito quali sono gli strumenti della genomica utilizzabili e quali miglioramenti hanno apportato?


«Fino a circa 10 anni fa la maggior parte dei lieviti presenti sul mercato erano lieviti selezionati. Da una buona fermentazione si isolavano i migliori e si testavano per i diversi caratteri (principalmente ci si aspettava che fermentassero bene e non producessero difetti). Questo è il modo in cui è stata selezionata la maggior parte dei ceppi presenti sul mercato fino a 10 anni fa. Negli ultimi cinque anni ho notato favorevolmente che i nuovi ceppi proposti dai diversi fornitori hanno almeno una particolare proprietà che li rende interessanti. Potrebbe trattarsi ancora di casi di selezione (oggi anche nella selezione è possibile fare degli screening per un particolare tratto e andare a scegliere i caratteri che ci interessano in modo più mirato), ma sempre di più ci sono anche ceppi che sono stati sviluppati per incrocio (breeding) o per mutagenesi e selezione.


Tra gli strumenti della genomica che si utilizzano nell’ibridazione troviamo il cosiddetto incrocio con marcatori assistiti (marker assisted breeding). Incrociando insieme diversi ceppi di Saccharomyces cerevisiae più o meno qualsiasi tratto in diverso grado è trasferibile. Alcuni caratteri che riguardano geni multipli sono più difficili da trasferire e questo viene risolto con la tecnica dei QTL (Quantitaive Trait Loci). L’analisi QTL permette di mettere in evidenza i geni multipli che partecipano all’espressione di uno stesso carattere, creare dei marcatori e con questi andare ad analizzare la progenie proveniente da un incrocio: più marcatori si troveranno in ogni singolo ceppo e maggiore sarà la possibilità che questo abbia il carattere ricercato.


La mutagenesi invece è una tecnica classica (applicata anche nel miglioramento delle piante coltivate ndr): invece che selezionare da tutti i ceppi che abbiano finito una buona fermentazione, si prende un ceppo e si crea una maggiore diversità con la mutagenesi chimica, cioè si creano dei nuovi ceppi da un buon ceppo e poi si vanno ad analizzare le loro caratteristiche. La genomica ci permette di vedere, tra tutti i mutanti disponibili, quelli che hanno i tratti che ci interessano: il numero dei caratteri sui quali possiamo agire e quello dei tratti che possiamo andare ad analizzare è molto più ampio di un tempo.


La genomica si applica anche nell’ottenimento dei cosiddetti ibridi interspecifici (cioè incroci tra specie diverse del genere Saccharomyces) nei quali il maggior vantaggio è quello di portare diversità. Alcuni non cereviasiae come l’eubaianus o il bayanus spesso non sono in grado di portare a termine una fermentazione, altri non crescono bene in succo d’uva. Perciò siamo in grado di trasferire del materiale genetico presente in un lievito che da solo non riesce a fare vino e di sovrapporlo con un ceppo di Saccharomyces cerevisiae, ottenendo un lievito con dei caratteri genetici molto diversi. Per gli ibridi interspecifici sviluppati sino ad ora abbiamo sempre verificato, anche nelle degustazioni alla cieca, che questi nuovi caratteri portano a caratteristiche diverse e uniche nel profilo aromatico e nella percezione gustativa, che i produttori percepiscono come aspetti positivi».

La gestione delle fermentazioni


Ci sono degli esempi in cui gli strumenti della genomica possono servire per migliorare la conoscenza della gestione della fermentazione alcolica?


«Uno dei temi di ricerca sul quale si stanno facendo molti progressi è lo studio della relazione tra lievito e nutrizione azotata. Grazie all’uso degli strumenti messi a disposizione dalla genomica c’è una migliore conoscenza della risposta del lievito alle condizioni di stress. Stiamo studiando ad esempio il motivo per cui alcuni lieviti hanno un maggiore fabbisogno di azoto rispetto ad altri e che cosa accade quando si aggiungono quantità e forme diverse di azoto. Tutte conoscenze sostenute da una grande quantità di dati, che forniscono elementi utili per dare indicazioni sulla nutrizione del lievito. Un esempio riguarda il modo in cui un’aggiunta di azoto influenza il rilascio di tioli volatili: i risultati che abbiamo raggiunto ci dicono che se si aggiunge azoto, si attiva un gruppo di geni alcuni dei quali si sovrappongono ad altri che sono importanti per il rilascio dei tioli volatili».


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