Wickerhamomyces anomalus のエタノールストレス耐性に対するトレハロースの寄与

背景: 子嚢菌性ヘテロタリック酵母 Wickerhamomyces anomalus (WA) はかなりの注目を集めており、その独特の生理学的形質と代謝特性によりワイン製造業界で広く報告されています。しかし、エタノール発酵中にエタノール濃度が増加すると、酵母細胞にエタノールストレス（ES）が生じます。トレハロースは、微生物のさまざまなストレス条件下での生存率の向上に関与していると考えられています。本明細書では、ESに応答したWAの生存、差次的発現遺伝子（DEG）、細胞形態、および酸化ストレス耐性に対するトレハロース補給の影響を調べた。 結果: 結果は、トレハロースが WA の生存と異常な表面および超微細構造形態を改善することを示しました。さらに、トレハロースは、活性酸素種 (ROS) のレベルを低下させ、抗酸化酵素の活性を誘導することにより、酸化還元ホメオスタシスを改善しました。さらに、トレハロースの適用によって影響を受ける DEG は、遺伝子発現、タンパク質合成、エネルギー代謝、細胞周期経路などのカテゴリーで豊富でした。さらに、トレハロースは細胞内のマロンジアルデヒド (MDA) とアデノシン三リン酸の含有量を増加させました。 結論: これらの結果は、ES 緩和におけるトレハロースの保護的役割を明らかにし、ワイン発酵部門における WA の使用の可能性を強化します。

BACKGROUND: The ascomycetous heterothallic yeast Wickerhamomyces anomalus (WA) has received considerable attention and has been widely reported in the winemaking industry for its distinctive physiological traits and metabolic attributes. An increased concentration of ethanol during ethanol fermentation, however, causes ethanol stress (ES) on the yeast cells. Trehalose has been implicated in improving survival under various stress conditions in microorganisms. Herein, we determined the effects of trehalose supplementation on the survival, differentially expressed genes (DEGs), cellular morphology, and oxidative stress tolerance of WA in response to ES. RESULTS: The results indicated that trehalose improved the survival and anomalous surface and ultrastructural morphology of WA. Additionally, trehalose improved redox homeostasis by reducing the levels of reactive oxygen species (ROS) and inducing the activities of antioxidant enzymes. In addition, DEGs affected by the application of trehalose were enriched in these categories including in gene expression, protein synthesis, energy metabolism, and cell cycle pathways. Additionally, trehalose increased the content of intracellular malondialdehyde (MDA) and adenosine triphosphate. CONCLUSIONS: These results reveal the protective role of trehalose in ES mitigation and strengthen the possible uses of WA in the wine fermentation sector.