Subpopulation-specific gene expression in Lachancea thermotolerans uncovers distinct metabolic adaptations to wine fermentation

Abstract

La expresión génica en 23 cepas pertenecientes a seis subpoblaciones de Lachancea thermotolerans, moldeadas por la antropización, fue analizada bajo condiciones de vinificación para comprender el impacto de la adaptación en los perfiles transcriptómicos y el desempeño fermentativo, particularmente en lo que respecta a la producción de ácido láctico. Comprender las diferencias en la expresión génica relacionadas con la producción de ácido láctico podría permitir una gestión más racional de la acidificación biológica, optimizando al mismo tiempo los requerimientos nutricionales específicos de la levadura durante la fermentación. Mediante la secuenciación de ARNm durante la fase de crecimiento exponencial y la fermentación en mosto de uva sintético, identificamos patrones de expresión únicos vinculados a las cepas provenientes de entornos relacionados con el vino. El análisis global de la expresión génica reveló que las subpoblaciones humanizadas, en particular Europe/Domestic-2 y Europe-Mix, exhibieron perfiles de expresión génica diferenciados relacionados con procesos fermentativos como la glucólisis y el metabolismo del piruvato. Estos procesos se expresaron de manera diferencial junto con otros procesos biológicos clave durante la fermentación, como el metabolismo del nitrógeno y de los ácidos grasos. Este estudio destaca que la antropización ha impulsado una especialización metabólica en L. thermotolerans, favoreciendo características como la producción de ácido láctico, un rasgo de interés en la enología moderna. El análisis de correlación también vinculó los genes de la lactato deshidrogenasa con vías metabólicas clave, lo que indica una regulación adaptativa de la expresión génica. Además, se observaron diferencias en otros metabolitos de interés enológico, como la producción de glicerol y compuestos aromáticos. En este trabajo, proporcionamos información sobre los procesos evolutivos que modelan la diversidad transcriptómica de L. thermotolerans, destacando el impacto de los entornos de vinificación en la generación de adaptaciones metabólicas específicas, incluida la producción de ácido láctico.