Análisis transcriptómico de la respuesta de S. cerevisiae durante fermentaciones enlentecidas causadas por shock térmico

LERENA M.C.; ROJO M.C.; STURM M.E.; MASSERA A.; MERCADO L. A.; COMBINA M.

Buenos Aires

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnologia de Alimentos (CYTAL 2023); 2023

Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios (AATA)

Las fermentaciones detenidas o enlentecidas constituyen un problema frecuente que afecta la industria vitivinícola produciendo problemas logísticos y pérdidas económicas. En un estudio previo evaluamos el impacto de un shock térmico (ST) durante la fermentación alcohólica (FA) e identificamos las condiciones térmicas que pueden desencadenar una fermentación detenida. En dicho estudio, se aplicaron ST de 36 y 40 °C durante 16 horas en el día 3 de la FA en fermentaciones a escala de laboratorio. Se utilizaron diferentes cepas de S. cerevisiae y se evaluó el impacto del ST en el perfil fermentativo. Se identificaron dos cepas con comportamiento contrastante frente al ST, SBB11 la cepa más sensible en la cual las FA se detuvieron a 36 y a 40°C y PDM la más termotolerante, en la cual la detención de la FA se observó sólo a 40°C. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la respuesta transcripcional de ambas cepas frente al ST, para lo cual se analizó la expresión global de genes mediante RNAseq. Se realizaron FA a escala de laboratorio y en el día 3 se aplicaron ST a 36 y 40°C. A los 40 minutos de iniciado el ST se obtuvieron muestras que fueron luego analizadas por RNAseq. Frente a un ST a 36 °C se observó que ambas cepas sobreexpresaron un número similar de genes, mientras que a 40°C PDM sobreexpresó más del doble de genes que SBB11. El análisis de la ontología génica (GO) de los genes expresados a 36 ºC reveló que SBB11expresa genes relacionados con la respuesta global a estrés, plegamiento de proteínas y también metabolismo de reserva energética (glicógeno y trehalosa). En contraste, tanto a 36 como a 40°C PDM expresa también genes de la respuesta al estrés y plegamiento de proteínas; pero sorprendentemente también genes pertenecientes a categorías GO de división celular, gemación, polaridad celular, formación de filamentos y exocitosis. La vía autofágica aparece también como un mecanismo destacado para la respuesta al ST por parte de la cepa PDM. En este sentido, la autofagia que es un mecanismo de degradación intracelular que se activa frente a diferentes estímulos, entre ellos la respuesta al estrés, podría explicar en parte la mayor termotolerancia de PDM. Adicionalmente, los mecanismos vinculados con la división celular, gemación, etc. podrían también explicar la termotolerancia observada para PDM. En este sentido la segregación asimétrica de agregados proteicos ha sido descripta previamente como un mecanismo eficiente de eliminación de agregados de proteínas mal plegadas. De esta forma, a nivel transcripcional PDM muestra una respuesta más compleja y robusta frente al ST que SBB11, activando la expresión de los genes de respuesta general al estrés, y también genes de la vía autofágica y de la segregación asimétrica de agregados proteicos; lo que explicaría la mayor termotolerancia de esta cepa. Mayores estudios serán necesarios para validar y corroborar los mecanismos que se proponen a partir del análisis transcripcional de la respuesta de estas cepas frente al ST.