Potenziale biotecnologico del lievito Brettanomyces bruxellensis e tool molecolari disponibili: revisione

B. bruxellensis is an unconventional anaerobic facultative yeast, that has been isolated from different sources such as fruit peels, kombucha, kefir, tea, olives, sodas and wooden barrels, in particular it is isolated in wine and beer. Brettanomyces bruxellensis yeast species covers different roles in the industrial and food sectors. At biotechnological level, B. bruxellensis is considered a promising species exploitable for biofuel production. In the alcoholic beverages field, its presence can be detriment or functional to the final product; indeed, it can exert a potential spoilage role in wine but its proliferation in beer can be beneficial for the development of aromas. However, the knowledge about its genetic characteristics are not adequate to easily perform manipulation experiments. Indeed, despite the complete genome sequencing of B. bruxellensis strains have opened the way through a better understanding of genetic and metabolic pathways, the toolkits for its efficient and easy genetic modification are still underdeveloped. Moreover, the different ploidy state and the high level of genotype diversity within this yeast species make challenging the development of effective transformation protocols. This review aims at providing a summary of the knowledge about B. bruxellensis genetic characteristics and the current manipulation approaches set up to functional genetics scopes and to improve its biotechnological exploitation

Brettanomyces bruxellensis è lieviti non convenzionali e può essere isolato da diverse fonti come bucce di frutta, kombucha, kefir, tè, olive, bibite e botti di legno, tra gli altri. Nei birrifici e in particolare nelle cantine, i lieviti appartenti alla specie Brettanomyces sono tipicamente riconosciuti come lieviti deterioranti, essendo la causa di importanti perdite economiche. Nel settore delle bevande alcoliche, la sua presenza può essere dannosa o funzionale al prodotto finale; può infatti esercitare un potenziale ruolo di deterioramento nel vino ma la sua proliferazione nella birra può essere benefica per lo sviluppo degli aromi. Tuttavia, le conoscenze sulle sue caratteristiche genetiche non sono adeguate a eseguire facilmente degli esperimenti di manipolazione. Infatti, nonostante il sequenziamento completo del genoma dei ceppi di B. bruxellensis abbia aperto la strada attraverso una migliore comprensione delle vie genetiche e metaboliche, i toolkit per la sua efficiente e facile modificazione genetica sono ancora sottosviluppati. Inoltre, il diverso stato di ploidia e l'alto livello di diversità genotipo all'interno di questa specie di lievito rendono difficile lo sviluppo di protocolli di trasformazione efficaci. Questo revisione mira a fornire una sintesi delle conoscenze sulle caratteristiche genetiche di B. bruxellensis e gli attuali approcci di manipolazione istituiti per scopi di genetica funzionale e per migliorare il suo sfruttamento biotecnologico, in particolar è stata valutata l'applicazione del sistema CRISPR/Cas 9 per la manipolazione genetica.