智利研究人员利用 CRISPR 帮助酵母在更低氮条件下发酵葡萄酒

智利圣地亚哥大学的一个研究团队正在研究，当氮源稀缺时，葡萄酒酵母如何仍能继续发酵。氮不足是酿酒中的常见问题，可能减缓或中止发酵，并迫使生产者向葡萄汁中添加营养物质。

该项目由该校食品科学与技术研究中心研究员 Eduardo Kessi 领衔，通过 Fondecyt Regular 2026 资助，并得到 Dicyt-Usach 的支持。根据该大学的说法，这项工作旨在理解，使某些酵母菌株在氮水平较低时比其他菌株更能适应的遗传和分子机制。

氮是酵母在发酵过程中保持活性所需的关键营养素之一，此外还包括碳源、维生素和矿物质。在葡萄酒生产中，葡萄汁中氮含量偏低长期以来一直是个难题，因为在糖分尚未完全转化为酒精之前，酵母活性就可能减弱。这会导致发酵迟缓或停滞，并造成显著的生产损失。

Kessi 表示，氮补充已成为葡萄酒行业稳定发酵的一项常规做法。他的团队正试图确定，某些酵母是否即使在低氮条件下也能高效运作，这最终可能有助于减少对这类添加的依赖。

这项研究聚焦 TORC1，即 Target of Rapamycin Complex 1，它是一条细胞信号通路，可根据营养可获得性帮助协调酵母生长。简单来说，它像一个生物传感器，帮助酵母判断生长、分裂以及持续发酵的条件是否有利。

Kessi 说，这条通路对所有真核生物都很重要。在人类身上，TORC1 与癌症研究有关；而在酵母中，它则更直接地与细胞对营养的反应相关。在发酵过程中，这一点很重要，因为如果酵母感知到氮过于匮乏，生长就可能停止，发酵也可能停滞。

为研究这种反应，该团队计划使用来自不同生态位的不同酵母菌株，包括驯化菌株和野生菌株。目标是识别在低氮条件下与 TORC1 通路激活相关的遗传变体。

据该大学称，这些变体随后将通过 CRISPR-Cas 工具编辑进一种商业葡萄酒酵母菌株中。Kessi 表示，这种方法可以在不引入外源基因的情况下对基因组进行精确修改，从而能够测试特定变体是否能在氮受限时提升发酵表现。

如果成功，这项工作可能指向葡萄酒生产中更稳定、更高效的发酵。它也可能对饮料生产者产生更广泛的影响，因为氮不足不仅是酒庄里的技术问题，也是所有基于发酵的生产中的成本和一致性问题。更好地理解酵母在遗传层面的响应，最终可能有助于实现更可靠的工艺，并减少葡萄酒以及其他潜在发酵饮料中人工补充剂的使用。

该大学表示，这个项目还希望为可使发酵更高效、更可持续的生物技术工具作出贡献。对于酿酒商而言，这一点可能很重要，因为随着气候、温度、水资源可得性和土壤条件持续影响采收前葡萄的生长和组成，也就影响了进入发酵环节的原料。

Kessi 表示，葡萄酒仍是智利最重要的产业之一，因此发酵研究尤其具有现实意义。他还认为，即便眼前尚无明确商业应用，基础科学也应继续获得公共资金支持，因为某一领域的发现日后可能会在其他领域证明有用。

据该大学称，该项目最近获批，首要工作将是识别哪些遗传差异与营养胁迫下更强的表现有关，然后再将这些变化测试到商业葡萄酒酵母中。