L’estudi, publicat en PLOS Genetics, 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.
Un grup d’investigació de l’Institut d’Agroquímica i Tecnologia d’Aliments (IATA), del Consell Superior d’Investigacions Científiques, publica en PLOS Genetics un estudi que descobreix els mecanismes genètics pels quals Saccharomyces uvarum, una dels llevats emprats per a elaborar vi, actua en la fermentació d’aquest. Els investigadors van observar que són els mateixos que els descrits en Saccharomyces cerevisiae, un altre llevat molt usat en la indústria, la qual cosa 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’ús de sulfits.
Aquest treball és el resultat d’una col·laboració multidisciplinària entre grups d’investigació 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’una espècie de llevat, Saccharomyces uvarum, que es troba i participa activament en la fermentació del vi, principalment a baixes temperatures.
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 en els cellers, el sulfit, un compost que s’afig com a antimicrobià i antioxidant als mostos de raïm durant la producció del vi. “Aquest estudi ens ha permés 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, una cosa poc freqüent en l’evolució d’aquests microorganismes”, revela Roberto Pérez, investigador del CSIC a 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 manera independent, a la qual havíem descrit en una altra espècie de llevat, Saccharomyces cerevisiae, més comú i utilitzada en fermentacions. Aquest fenomen pel qual una mateixa adaptació sorgeix de manera independent en dues o més organismes es denomina convergència evolutiva”, explica Amparo Querol, investigadora del CSIC en l’IATA i també responsable del treball.
Saccharomyces cerevisiae és l’espècie més utilitzada en la fermentació per la indústria per a garantir la millor qualitat i estabilitat dels vins. En enologia, els llevats més importants són les pertanyents 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.
De izquierda a derecha: Ana Cristina Adam, Amparo Querol, Laura Gutiérrez, Eladio Barrio y Roberto Pérez.
Primer cas de convergència evolutiva en llevats diferents
La importància d’aquest estudi resideix en què és la primera vegada que s’observa una convergència evolutiva deguda a translocacions independents en dues espècies diferents de llevats, la qual cosa 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 en PLOS Genetics.
“Des de fa mil·lennis els humans hem afegit sulfits mitjançant la crema de sofre per a 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 aqueixes condicions que no es donen en la naturalesa, la qual cosa 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 a 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
