Description du projet
Les «super» levures maintiennent la (re)productivité en milieu industriel
L’adénosine triphosphate (ATP) est aussi désignée comme la monnaie énergétique des cellules. Les molécules d’ATP sont semblables à de petites piles, leurs liaisons à très haute énergie leur permettent de faire des réserves. Lorsque ces liaisons sont rompues, l’énergie libérée peut être utilisée pour alimenter des processus cellulaires essentiels, notamment la signalisation intracellulaire, la synthèse d’ADN et d’ARN et le transport actif. L’ATP est essentielle à la croissance et à la reproduction, donc plus on est de fous plus on rit quand c’est un objectif clé. Les levures sont des organismes unicellulaires indispensables à de nombreux processus industriels. Toutefois, un processus appelé «effet Crabtree» les fait passer d’une respiration aérobie à une respiration anaérobie, ce qui entraîne une diminution de leur production d’ATP d’un facteur compris entre 8 et 9, ralentissant ainsi considérablement leur croissance. Le projet SUPERYEAST, financé par l’UE, est à la recherche des gènes qui permettront de minimiser cette réaction de commutation, ouvrant ainsi la voie à une croissance de la levure et à une productivité industrielle considérablement accrues.
Objectif
"The common baker's yeast, Saccharomyces cerevisiae, is used in various industrial applications, ranging from the production of fermented beverages like beer and wine, foods including bread and chocolate, bioethanol, enzymes and pharmaceuticals.
S. cerevisiae cells can grow aerobically, using the TCA cycle and electron transport chain to produce around 16 to 18 molecules of ATP (energy) per glucose molecule. However, when glucose concentrations exceed about 1% (w/w), the cells tend to shut down this respiratory mechanism in favour of alcoholic fermentation, even if this metabolic route only yields 2 ATP molecules per glucose consumed. This so-called ""Crabtree effect"" makes it difficult to efficiently cultivate industrial yeasts in large-scale industrial fermenters because maximal biomass yield is only obtained in conditions where glucose concentrations are kept below the critical limit for activation of the Crabtree effect, but high enough to allow maximal growth. Interestingly, however, some S. cerevisiae strains seem to be less sensitive to glucose inhibition of respiration than others, suggesting that certain natural strains harbour specific alleles that make them less subjected to Crabtree repression.
In our ongoing ERC CoG, we have shown that besides limiting efficient biomass formation, the Crabtree effect also decreases the efficiency with which strains can metabolize industrial media. Moreover, we identified an as yet uncharacterised gene, YLR108C, that controls the glucose level at which respiration becomes repressed. Our preliminary results show that swapping natural alleles of YLR108C changes the level of glucose at which the Crabtree repression starts.
In this PoC, we propose to use our findings to generate superior industrial yeasts that combine optimal industrial fermentation performance with more efficient biomass production. To avoid generating GM strains, we will use natural breeding and/or self-cloning techniques."
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-PoC
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9052 ZWIJNAARDE - GENT
Belgique