Ricercatori cileni usano CRISPR per aiutare il lievito enologico a fermentare con meno azoto

Un team di ricerca dell’Università di Santiago del Cile sta studiando come il lievito enologico possa continuare a fermentare quando l’azoto scarseggia, un problema comune in enologia che può rallentare o arrestare la fermentazione e costringere i produttori ad aggiungere nutrienti al mosto d’uva.

Il progetto è guidato da Eduardo Kessi, ricercatore del Centro de Estudios en Ciencia y Tecnología de los Alimentos dell’università, grazie a un finanziamento Fondecyt Regular 2026 con il supporto di Dicyt-Usach. Secondo l’università, il lavoro mira a comprendere i meccanismi genetici e molecolari che consentono ad alcuni ceppi di lievito di adattarsi meglio di altri quando i livelli di azoto sono bassi.

L’azoto è uno dei nutrienti chiave di cui il lievito ha bisogno per restare attivo durante la fermentazione, insieme a fonti di carbonio, vitamine e minerali. Nella produzione del vino, il basso contenuto di azoto nel mosto d’uva è da tempo una sfida perché l’attività del lievito può indebolirsi prima che gli zuccheri siano completamente trasformati in alcol. Questo può portare a fermentazioni lente o bloccate e a perdite produttive significative.

Kessi ha detto che la supplementazione di azoto è diventata una pratica routinaria nell’industria del vino per stabilizzare la fermentazione. Il suo team sta cercando di determinare se alcuni lieviti possano operare in modo efficiente anche in condizioni di basso azoto, il che potrebbe in futuro contribuire a ridurre la dipendenza da tali aggiunte.

La ricerca si concentra su TORC1, acronimo di Target of Rapamycin Complex 1, una via di segnalazione cellulare che aiuta a coordinare la crescita del lievito in base alla disponibilità di nutrienti. In termini semplici, agisce come un sensore biologico che aiuta il lievito a rilevare se le condizioni sono favorevoli alla crescita, alla divisione e al proseguimento della fermentazione.

Kessi ha detto che la via è importante in tutti gli organismi eucarioti. Nell’uomo, TORC1 è stato collegato alla ricerca sul cancro, mentre nel lievito è legato più direttamente al modo in cui le cellule rispondono ai nutrienti. Nella fermentazione questo conta perché, se il lievito percepisce che l’azoto è troppo limitato, la crescita può fermarsi e la fermentazione può bloccarsi.

Per indagare questa risposta, il team prevede di lavorare con diversi ceppi di lievito provenienti da differenti nicchie ecologiche, inclusi ceppi sia domestici sia selvatici. L’obiettivo è identificare varianti genetiche associate all’attivazione della via TORC1 in condizioni di basso azoto.

Secondo l’università, tali varianti saranno poi inserite tramite editing in un ceppo commerciale di lievito enologico usando strumenti CRISPR-Cas. Kessi ha detto che l’approccio consente modifiche precise nel genoma senza introdurre geni esterni, rendendo possibile verificare se specifiche varianti migliorino le prestazioni fermentative quando l’azoto è limitato.

Se avrà successo, il lavoro potrebbe indicare fermentazioni più stabili ed efficienti nella produzione del vino. Potrebbe anche avere implicazioni più ampie per i produttori di bevande perché la carenza di azoto non è solo un problema tecnico nelle cantine ma anche una questione di costi e costanza nella produzione basata sulla fermentazione. Una migliore comprensione di come il lievito risponde a livello genetico potrebbe in futuro sostenere processi più affidabili e un minore uso di integrazioni artificiali nel vino e potenzialmente in altre bevande fermentate.

L’università ha affermato che il progetto mira anche a contribuire a strumenti biotecnologici che potrebbero rendere la fermentazione più efficiente e sostenibile. Per i produttori di vino, questo potrebbe essere rilevante mentre clima, temperatura, disponibilità idrica e condizioni del suolo continuano a influenzare lo sviluppo e la composizione dell’uva prima della vendemmia, incidendo sulla materia prima che entra in fermentazione.

Kessi ha detto che il vino resta una delle industrie più importanti del Cile, rendendo la ricerca sulla fermentazione particolarmente rilevante. Ha inoltre sostenuto che la scienza di base merita un sostegno pubblico continuo anche quando le applicazioni commerciali immediate non sono ancora chiare, perché le scoperte in un campo possono poi rivelarsi utili in altri.

Secondo l’università, il progetto è stato recentemente finanziato e si concentrerà inizialmente sull’identificazione delle differenze genetiche legate a prestazioni più forti sotto stress nutrizionale prima di testare tali cambiamenti nel lievito enologico commerciale.