Evolutionary engineering of a wine yeast strain revealed a key role of inositol and mannoprotein metabolism during low-temperature fermentation
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Wine produced at low temperature is often considered to improve sensory qualities. However, there are certain drawbacks to low temperature fermentations: e.g. low growth rate, long lag phase, and sluggish or stuck fermentations. Selection and development of new Saccharomyces cerevisiae strains well adapted at low temperature is interesting for future biotechnological applications. This study aimed to select and develop wine yeast strains that well adapt to ferment at low temperature through evolutionary engineering, and to decipher the process underlying the obtained phenotypes. RESULTS: We used a pool of 27 commercial yeast strains and set up batch serial dilution experiments to mimic wine fermentation conditions at 12 °C. Evolutionary engineering was accomplished by using the natural yeast mutation rate and mutagenesis procedures. One strain (P5) outcompeted the others under both experimental conditions and was able to impose after 200 generations. The evolved strains showed improved growth and low-temperature fermentation performance compared to the ancestral strain. This improvement was acquired only under inositol limitation. The transcriptomic comparison between the evolved and parental strains showed the greatest up-regulation in four mannoprotein coding genes, which belong to the DAN/TIR family (DAN1, TIR1, TIR4 and TIR3). Genome sequencing of the evolved strain revealed the presence of a SNP in the GAA1 gene and the construction of a site-directed mutant (GAA1 (Thr108)) in a derivative haploid of the ancestral strain resulted in improved fermentation performance. GAA1 encodes a GPI transamidase complex subunit that adds GPI, which is required for inositol synthesis, to newly synthesized proteins, including mannoproteins. CONCLUSIONS: In this study we demonstrate the importance of inositol and mannoproteins in yeast adaptation at low temperature and the central role of the GAA1 gene by linking both metabolisms.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».