Genome-wide phenotypic analysis of Saccharomyces cerevisiae in response to chitosan

• Autor(a) principal: Lemos, Ana Isabel Alves
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/7248
• topic: Quitosana; Saccharomyces cerevisiae; Quimiogenómica; Vinho; Leveduras contaminantes

O SO2 tem sido amplamente utilizado na indústria vínica, não apenas como agente antioxidante e antioxidásico, mas mais importante, devido às suas propriedades antimicrobianas. A ocorrência de leveduras de contaminação que podem tolerar altas concentrações de SO2 tem levado ao uso de níveis perto do limite legal estabelecido pela legislação da União Europeia, constituindo uma ameaça à saúde humana. Assim, existe um grande interesse na procura de outros conservantes mais seguros para substituir ou apenas reduzir a utilização de SO2 como um agente antimicrobiano. A quitosana, um biopolímero natural não-tóxico, tem sido sugerida como um potencial agente útil na conservação de alimentos, devido às suas propriedades biológicas, tais como a sua atividade antimicrobiana. A adição de quitosana, até a um limite de 0.1 g/L foi aceite desde julho de 2009 pelo Codex Enológico Internacional como uma nova prática enológica, como agente de clarificação do vinho. Além disso, é também reconhecida a sua eficácia para eliminar microrganismos de contaminação, tais como leveduras, nomeadamente Dekkera/ Brettanomyces spp. Tanto o modo de ação da quitosana como os mecanismos de resistência da levedura são ainda pouco compreendidos e sujeitos a debate. Na tentativa de contribuir para o esclarecimento destas questões, neste trabalho foi utilizada a levedura Saccharomyces cerevisiae como modelo. Assim, a coleção de mutantes haploides de S. cerevisiae deletados de genes individuais foi utilizada para identificar novos genes/vias importantes envolvidas na resistência da levedura a este antimicrobiano. Neste estudo, a concentração máxima de quitosana permitida para uso enológico não teve um efeito fungicida sobre a estirpe parental Saccharomyces cerevisiae BY4741. A utilização de uma gama de concentrações de quitosana (0.25 - 1.0 g/L) permitiu a dentificação de 252 genes cuja deleção conduz a um fenótipo de hipersensibilidade à quitosana e 207 genes cuja deleção conferiu resistência, dos quais 29 mutantes foram classificados como hiper-resistentes. A distribuição funcional dos genes cuja deleção conferiu hipersensibilidade à quitosana, inclui Proteínas ribossomais, Ciclo celular e processamento de DNA, Regulação do metabolismo de compostos de carbono e aminoácidos, Parede celular, Metabolismo dos fosfolípidos, Transporte vacuolar/lisossomal e Transcrição. Por outro lado, categorias funcionais como Transporte intracelular (Peroxissoma, Retículo endolasmatico e Golgi), Homeostasia iónica, Modificação de proteínas e Envelhecimento celular foram as mais representativas entre os genes cuja ausência conduziu a um fenótipo de resistência. Estas descobertas elucidam a base molecular da toxicidade da quitosana e serão úteis para pesquisas futuras sobre a aplicação da quitosana como um agente antimicrobiano eficaz e seguro não só no vinho, mas também noutras indústrias de alimentos.