Reducción de etil carbamato en una bebida alcohólica mediante la edición del genoma basada en CRISPR/Cas9 de la levadura silvestre
Autores: Jung, Jin-Young; Kang, Min-Ji; Hwang, Hye-Seon; Baek, Kwang-Rim; Seo, Seung-Oh
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología e Industria de alimentos
Subcategoría
Producción de alimentos
Palabras clave
Etil carbamato
Bebidas alcohólicas
Fermentación
Ingeniería genómica
CRISPR/Cas9
Urea
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
El etil carbamato (EC) es una sustancia que se encuentra de forma natural en las bebidas alcohólicas a partir de la reacción del etanol con la urea durante la fermentación y el almacenamiento. El EC puede causar mareos y vómitos cuando se consume en pequeñas cantidades y desarrollar cáncer de riñón cuando se consume en exceso. Por lo tanto, la reducción de la formación de EC en las bebidas alcohólicas es importante para la seguridad alimentaria y la salud humana. Una de las estrategias para reducir el contenido de EC en las bebidas alcohólicas es el desarrollo de una nueva cepa de levadura inicial para permitir una menor formación de EC durante la fermentación. En este estudio, aislamos una cepa de levadura silvestre poliploide del (inóculo tradicional coreano a base de granos de levadura silvestre y moho) y desarrollamos un cultivo inicial mediante ingeniería genómica para reducir el contenido de EC en las bebidas alcohólicas. Eliminamos múltiples copias de los genes diana involucrados en la formación de EC mediante una herramienta de edición genómica basada en CRISPR/Cas9. En primer lugar, el gen que codifica la enzima arginasa responsable de la formación de urea fue eliminado por completo en el genoma de . Además, se eliminó el gen que codifica el factor de transcripción que controla los niveles de expresión de varios genes (, , y ) relacionados con la absorción y degradación de la urea para reducir aún más la formación de EC. Los efectos de la eliminación de genes se validaron mediante RT-qPCR para confirmar los cambios en los niveles de transcripción de los genes relacionados con el EC. La cepa resultante de la doble eliminación de los genes y logró reducir con éxito el contenido de EC en el medio de fermentación sin cambios significativos en los contenidos de alcohol y perfiles de fermentación en comparación con la cepa silvestre. Finalmente, preparamos el vino de arroz tradicional coreano utilizando la cepa de doble eliminación de dCAR1&GZF3, lo que resultó en una reducción significativa del contenido de EC de hasta un 41,6% en comparación con la cepa silvestre. Este estudio demostró con éxito el desarrollo de un cultivo inicial para reducir la formación de EC en una bebida alcohólica mediante la edición del genoma con CRISPR/Cas9 de la levadura silvestre.
Descripción
El etil carbamato (EC) es una sustancia que se encuentra de forma natural en las bebidas alcohólicas a partir de la reacción del etanol con la urea durante la fermentación y el almacenamiento. El EC puede causar mareos y vómitos cuando se consume en pequeñas cantidades y desarrollar cáncer de riñón cuando se consume en exceso. Por lo tanto, la reducción de la formación de EC en las bebidas alcohólicas es importante para la seguridad alimentaria y la salud humana. Una de las estrategias para reducir el contenido de EC en las bebidas alcohólicas es el desarrollo de una nueva cepa de levadura inicial para permitir una menor formación de EC durante la fermentación. En este estudio, aislamos una cepa de levadura silvestre poliploide del (inóculo tradicional coreano a base de granos de levadura silvestre y moho) y desarrollamos un cultivo inicial mediante ingeniería genómica para reducir el contenido de EC en las bebidas alcohólicas. Eliminamos múltiples copias de los genes diana involucrados en la formación de EC mediante una herramienta de edición genómica basada en CRISPR/Cas9. En primer lugar, el gen que codifica la enzima arginasa responsable de la formación de urea fue eliminado por completo en el genoma de . Además, se eliminó el gen que codifica el factor de transcripción que controla los niveles de expresión de varios genes (, , y ) relacionados con la absorción y degradación de la urea para reducir aún más la formación de EC. Los efectos de la eliminación de genes se validaron mediante RT-qPCR para confirmar los cambios en los niveles de transcripción de los genes relacionados con el EC. La cepa resultante de la doble eliminación de los genes y logró reducir con éxito el contenido de EC en el medio de fermentación sin cambios significativos en los contenidos de alcohol y perfiles de fermentación en comparación con la cepa silvestre. Finalmente, preparamos el vino de arroz tradicional coreano utilizando la cepa de doble eliminación de dCAR1&GZF3, lo que resultó en una reducción significativa del contenido de EC de hasta un 41,6% en comparación con la cepa silvestre. Este estudio demostró con éxito el desarrollo de un cultivo inicial para reducir la formación de EC en una bebida alcohólica mediante la edición del genoma con CRISPR/Cas9 de la levadura silvestre.