Okarakterizirali smo kvasovke rodu Dekkera/Brettanomyces, ki v naravi pogosto naseljujejo podobno nišo kot kvasovke rodu Saccharomyces/Kluyveromyces. V fermentorskih poskusih je kvasovka vrste D. bruxellensis proizvajala precejšnjo količino etanola v aerobnih pogojih in bila sposobna anaerobne rasti, tako kot kvasovka S. cerevisiae in njeni bližnji sorodniki. Z drugimi besedami, kvasovko D. bruxellensis lahko uvrstimo kot Crabtree-pozitivno in fakultativno anaerobno kvasovko. Ravno nasprotno pa se je vedla kvasovka vrste B. naardenensis, podobno kvasovki vrste Kluyveromyces lactis, ki je Crabtree-negativna in aerobna kvasovka. Naše filogenetske analize kažejo, da sta se skupini kvasovk Saccharomyces/Kluyveromyces in Dekkera/Brettanomyces ločili pred pribl. 200 miljoni let. Z drugimi besedami, do divergence je prišlo dolgo pred serijo dogodkov kot so duplikacija celotnega genoma (WGD, whole genome duplication), preurejanje promotorjev, horizontalni prenos URA1 in duplikacija ADH, do katerih je prišlo pri liniji S. cerevisiae in so bili vključeni v strategijo »tvorbe-kopičenja-razgradnje«. Ko smo analizirali promotorje, ki sodijo k genom, ki so odgovorni za hitro rast in respiracijo kvasovk S. cerevisiae and D. bruxellensis, smo ugotovili, da je motiv AATTTT prisoten na ohranjenih mestih pri promotorjih, ki sodijo h genom odgovornim za glikolizo in fermentacijo ter odsoten pri promotorjih, ki sodijo h genom odgovornim za respiracijo. Medtem ko so ostale proučevane »pred-WGD« kvasovke ohranile motiv na stalnih mestih pri obeh setih genov, ki so v povezavi s hitro rastjo in respiracijo, je prišlo pri kvasovki D. bruxellensis, vzporedno s »po-WGD« linijo, do obsežne izgube motiva. Zaključimo lahko, da sta obe liniji, tako po-WGD kot kvasovka D. bruxellensis, uporabili isto molekularno orodje, preurejanje promotorjev na globalnem nivoju, in da je prišlo do spremembe vzorca regulacije izražanja pri genih odgovornih za respiracijo, ki se kaže v kopičenju etanola in nato razvoju strategije »tvorbe-kopičenja-razgradnje«.
COBISS.SI-ID: 1953275
Industrijska fermentacija lignoceluloznih hidrolizatov do etanola zahteva takšne mikroorganizme, ki so sposobni uporabljati širok nabor virov ogljika za tvorbo etanola z velikim izkoristom in produktivnostjo. V tem delu smo preučevali potencial kvasovk Brettanomyces/Dekkera za tvorbo etanola iz obnovljivih virov in sicer pri pogojih, ki so značilni za industrijske procese, kot je npr. omejen dostop kisika in nizek pH. Preko 50 sevov je bilo analiziranih na različnih virih ogljika. Dva seva D. bruxellensis sta bila sposobna tvorbe etanola z velikim izkoristkom (0.44 g g−1 glukoze), ki je primerljiv s tistimi, ki so objavljeni za S. cerevisiae. B. naardenensis je bila sposobna tvorbe etanola iz ksiloze. Za pridobivanje etanola iz sintetičnega lignoceluloznega hidrolizata smo razvili dvo-stopenjsko fermentacijsko strategijo: prva stopnja poteka pri aerobnih pogojih in je za hitro pridobivanje biomase iz mešanice heksoz in pentoz, sledi ji druga stopnja pri omejenem dostopu kisika, ki pospešuje tvorbo etanola. Pri teh pogojih smo dobili biomaso in etanol na sintetičnem lignoceluloznem hidrolizatu in sicer z izkoristki za etanol od 0.2 do 0.3 g g−1 sladkorja. Heksoze, ksiloza in arabinoza so bile porabljene proti koncu procesa. Etanola je bilo na koncu 13 g l-1. Naše študije kažejo, da imajo kvasovke Brettanomyces/Dekkera potencial za nadalnji razvoj v industrijskem procesu pridobivanja etanola iz obnovljivih virov.
COBISS.SI-ID: 1633787