Funkcionalna analiza i molekularna karakterizacija vinskih kvasaca

Funkcionalna analiza i molekularna karakterizacija vinskih kvasaca
Datum početka projekta
01.02.2007.
Datum kraja projekta
31.12.2011.
Status
Završen
Kategorija projekta
Znanstveni projekti Ministarstva znanosti, obrazovanja i športa

Biotehnološki proces proizvodnje vina osniva se na tradicionalnoj tehnologiji alkoholne fermentacije u kojoj glavnu ulogu imaju različite vrste kvasaca. Primjenom modernih molekularnih tehnika, koje uključuju analizu na nivou genoma, transkriptoma i proteoma moguće je utvrditi njihovu filogenetsku povezanost i fiziološku aktivnost. Uporabom tehnologije rekombinantne DNA i razvojem transformacijskih sustava moguće je, u odabrane sojeve kvasaca uvoditi ciljane genetičke promjene.

Pojedine vrste vinskih kvasaca evolucijski su jako bliske i interfertilne te je pronađeno  nekoliko prirodnih izolata za koje se smatra da su stabilni hibridi S. cerevisiae i S.bayanus. Ovakvi hibridi mogli bi biti rezultat križanja dviju stanica različitog tipa parenja ili horizontalnog prijenosa genetičkog materijala. Istraživanje navedenih procesa moglo bi naći primjenu u konstrukciji stabilnih hibrida biotehnološki poželjnih fizioloških svojstava, bez primjene tehnika rekombinantne DNA. Naime, oplemenjivanje vinskih kvasaca može se provesti fuzijom protoplasta, prijenosom pojedinih kromosoma ili kontroliranim križanjem odabranih sojeva.

Razvoj novih transformacijskih sustava omogućio bi daljnja genetička istraživanja na odabranim vinskim kvascima. Filogenetskom analizom ispitat ćemo srodnost autohtonih sojeva kvasaca izoliranih iz vinogradarsko vinarskih regija RH, s posebnim naglaskom na vrstu S. paradoxus, s ostalim izolatima u svjetskim kolekcijama kvasaca te ustanoviti da li je neki od njih stabilni hibrid dviju ili više različitih vrsta. Usporedbom rezultata analize transkriptoma i fermentativnih svojstava ustanovit će se da li neki od njih pokazuje karakteristične fiziološke osobine te da li bi se mogao primijeniti kao starter kultura. U odabranim sojevima kvasaca identificirat ćemo, klonirati i karakterizirati homologe gena EHT1 i EEB1 jer njihovi proteinski produkti, u S. cerevisiae, imaju značajan utjecaj na sintezu etil-estera koji izrazito pozitivno utječu na aromu vina. U S. cerevisiae pokazano je da sinteza etil karbamata, potencijalno kancerogenog spoja, ovisi o aktivnosti gena CAR1. S. cerevisiae sadrži gen PAD1 koji je odgovoran za sintezu hlapivih fenola, iako ih vrlo rijetko proizvodi u značajnijim koncentracijama. Naime, za kvarenje vina zbog prisutnosti navedenih spojeva, odgovorni su kvasci iz roda Brettanomyces. Stoga nam je cilj identificirati i detaljno okarakterizirati homolog gena PAD1 u sojevima Brettanomyces ssp. te homolog gena CAR1 u S.cerevisiae.

Glavni istraživač / voditelj
Sandi Orlić

Sandi Orlić, dr.sc.

Viši znanstveni suradnik
+38598778806