Netradicionālo raugu Kluyveromyces marxianus evolucionāra adaptācija uz etiķskābes stresu un adaptācijas mehānismu izpēte

Projekta nosaukums: Netradicionālo raugu Kluyveromyces marxianus evolucionāra adaptācija uz etiķskābes stresu un adaptācijas mehānismu izpēte

Project Title: Evolutionary adaptation of non-conventional industrial yeasts Kluyveromyces marxianus to acetic acid stress and evaluation of adaptation mechanisms

Projekta identifikācijas Nr.: lzp-2020/2-0082

Projekta vadītājs Armands Vīgants

Projekta izpildes termiņš: 2020. gada 1. decembris – 2021. gada 31. decembris

Projekta kopējais finansējums: 100 389.00 EUR

Projekta īstenotājs: Latvijas Universitāte

Projekta sadarbības partneris:

Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs

Informācija par projektu.

Projekta mērķis ir iegūt jaunas zināšanas par raugu K.marxianus atbildes adaptācijas mehānismiem uz etiķskābes stresu evolucionārās adaptācijas laikā. Līdz šim plašāk ir pētīti Kluyveromyces spp. biotehnoloģiskie pielietojumi, bet mazāk uzmanības ir pievērsts fundamentāliem fizioloģiskiem aspektiem un šo raugu atbildes reakcijām uz vāju skābju inducēto stresu un adaptācijas mehānismiem. Pētījumu objekts būs K.marxianus DSM 5422 celms ar potenciālu biotehnoloģisko pielietojumu. Tiks pētīti fizioloģiskie un bioķīmiskie adaptācijas mehānismi, kā arī tiks meklētas ģenētiskās atšķirības un salīdzinātas transkripcijas atbildes reakcijas starp acetāta jūtīgiem un tolerantiem rauga celmiem, veicot eksperimentālo evolūciju. Ņemot vērā, ka acetāts ir raugu fermentāciju blakusprodukts, kā arī to satur vairāki industriālie substrāti, projektā iegūtās zināšanas ļaus efektīvāk izstrādāt un optimizēt biotehnoloģiskos procesus ar šiem raugiem.

Information about project (english)

The objectives of project are to obtain new knowledge about the mechanism of response of non-conventional yeasts K. marxianus to acetic acid stress during evolutionary adaptation. So far Kluveromyces spp. have been widely researched in terms of biotechnology and less attention has been focused on its basic physiology and the stress response and adaptation mechanisms induced by weak acids. The object of study will be K.marxianus DSM 5422 strain with potential biotechnological application. The physiological and biochemical aspects of adaption mechanisms will be studied by whole genome resequencing and evaluation of transcriptional responses for acetate sensitive and tolerant strains of K.marxianus obtained by experimental evolution. Taking into account that acetate is a by-product of fermentations and it is also present in several industrial substrates, the knowledge obtained as result of this project will allow to optimize and develop more efficient biotechnological processes with these yeasts.

Project activities.

WP1 –   Physiological and biochemical characterization of suspected mechanisms of K. marxianus cell response and adaptation to acetic acid stress. 

WP2 –   Experimental evolution of acetate tolerant strains.

WP3 –   Genomic and transcriptional characterization of adaptation to acetate stress.

Project results.

• Submitted two publications in Applied Microbiology and Biotechnology ( under review ).
• Raw sequencing data for parental and adapted strains have been deposited at the European Nucleotide Archive under study accession No. PRJEB48984
• The adapted acetae tolerant K. marxianus strain was deposited in International Depositary Authority Microbial Strain Collection of Latvia (MSCL) and obtained registration number MSCL1632.