lunedì 18 maggio 2015

Quando homebrewing e biologia si incontrano:
la ricerca sui lieviti del prof. Guglielmo Rainaldi

Il mondo dell'homebrewing è capace di essere così trasversale da contagiare persone tra le più diverse e variegate. Uno degli appassionati di più lunga data che io conosca è il prof. Guglielmo Rainaldi, docente di Biologia Molecolare presso il Dipartimento di Bioscienze, Biotecnologie e Biofarmaceutica dell'Università di Bari, persona amica con cui spesso ho condiviso chiacchiere, assaggi e pensieri.

Recentemente Guglielmo ha voluto provare a spingersi oltre la sua passione di birraio casalingo, cercando di coinvolgere anche la sua professione per unire entrambe le sfere della sua conoscenza.
In particolare, da biologo qual è, l'oggetto del suo interesse non potevano che essere i lieviti. Dopo un opportuno tempo di sedimentazione dei suoi progetti, quindi, ha pensato di innestare questo ambito di studio sulle proprie attività di ricerca.


Il resto lo faccio raccontare direttamente da lui dato che io, come la maggior parte degli homebrewers, comprendo solo fino ad un certo punto questo organismo vivente. Oltre, servono gli specialisti.

Ciao Guglielmo, intanto grazie per la tua disponibilità a parlare del tuo progetto.
Di cosa ti stai occupando ultimamente nel tuo laboratorio?


Ciao Angelo, grazie a te. 
Sai, da un po’ di tempo, anche a causa della scarsezza dei finanziamenti per i nostri laboratori ho pensato di unire “l’utile al dilettevole” rivolgendo il mio interesse al nostro caro amico lievito.
Il Saccaromyces cerevisiae o lievito di birra (ma utilizzato anche nella preparazione di pizza, calzoni e panzerotti!) è un organismo molto più antico degli esseri umani (comparve più di 300 milioni di anni fa), i quali paradossalmente si nutrono di ciò che questo organismo eucariotico unicellulare scarta come prodotto di rifiuto: alcool e anidride carbonica.
Tra gli aficionados homebrewer ma anche tra i birrai più esperti quando si parla di lievito si usa solitamente l’espressione “lievito a bassa fermentazione” o “lievito ad alta fermentazione”.
In realtà vi è una distinzione più precisa e netta tra le due categorie, ed a pochi che leggono il tuo blog potranno interessare le varie distinzioni tassonomiche.
Basti pensare che ceppi da noi considerati a bassa (lager) come il Saccharomyces pastorianus sono costitutiti in realtà da ibridi dovuti alla fusione dei genomi di Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces bayanus.
In realtà i ceppi selezionati nella produzione birraia sono tantissimi e di solito ad ognuno di essi viene attribuita una caratteristica ben precisa: profilo aromatico, capacità di attenuazione, di flocculazione, sentori floreali o fruttati, esteri, ecc.





Ma sicuramente tutte queste differenze sono da ascrivere a quello che tecnicamente è definito profilo di espressione genica dovuto ad una diversa “impronta genetica”, rilevabile a livello della sequenza nucleotidica del DNA in generale, e di alcuni geni in particolare.
Le moderne indagini molecolari in questi ultimi anni hanno fatto passi da gigante sia nella performance delle tecnologie a nostra disposizione sia nei costi che l’analisi del DNA comporta.
Oggi decifrare un intero genoma costa molto meno rispetto a qualche anno fa, questo ha portato alla esplosione dell’analisi genomica su tutti gli organismi esistenti.
Ma in alcuni casi è sufficiente analizzare porzioni del genoma alla ricerca di polimorfismi genetici mediante marcatori molecolari (RFLP, RAPDS, SSR, CAPS, ecc.) che caratterizzano i vari ceppi da noi tutti utilizzati, sia che riguardino homebrewers che birrifici.

Ma a che punto è la ricerca genetica sull’uso del lieviti nella produzione di birra?

Certamente la ricerca scientifica è molto impegnata nella genetica del lievito, un organismo modello utilizzato in molti studi come il ciclo cellulare, l’apoptosi o morte cellulare.
Da qualche anno anche la biologia sintetica ha rivolto il suo interesse all’impiego del lievito nella produzione birraia.
Ricordo a tal proposito uno studio internazionale sviluppato dal centro di Biologia Scientifica e Innovazione dell’Imperial College di Londra finalizzato ad ottenere lievito sintetico, con l’intento dichiarato di realizzare birre più economiche e forti. L’idea è di impiantare nelle cellule di lievito dei genomi appositamente sviluppati per ottenere nuovi ceppi, estremamente efficienti, che richiedano meno energia per svolgere le proprie funzioni chimico-biologiche e che siano più resistenti all’alcool.
Chiaramente con ciò entriamo nel campo degli OGM (Organismi Geneticamente Modificati), con tutte le diatribe che questo comporta!



Nel passato recente ha trovato una solida base il nuovo studio sul cromosoma artificiale “synIII”, all'interno del progetto Build a Genome, che ha richiesto sette anni di lavoro e coinvolto più di 60 biologi.
Il team di ricerca ha creato, in un Saccaromyces cerevisiae,  un terzo cromosoma (ridotto al minimo della sua funzionalità, ma operativo); questo cromosoma contiene circa il 2,5% dei geni dell'intero organismo (16 cromosomi, 120 milioni di paia di nucleotidi, 6000 geni). Quando gli scienziati hanno assemblato migliaia di lettere di codice genetico in cellule di lievito, il cromosoma sintetico è stato trasmesso con successo dopo il primo ciclo di riproduzione (insieme ai cromosomi naturali), e così via per altre 125 generazioni. È stata così provata la sua stabilità.

Qual è quindi l'obiettivo del tuo progetto?

Non voglio dilungarmi in tecnicismi, ma tengo a precisare che il mio scopo è prettamente di speculazione scientifica, e senza possibilità di ricadute sull’attività degli amici birrai!
Si tratta quindi della possibilità di identificare con una specie di “barcode” o codice a barre i ceppi di Saccaromyces utilizzati nell’attività brassicola, farne in un certo senso una carta di identità che possa dirci qualcosa in più su quali geni contribuiscono a determinarne certe caratteristiche organolettiche.
Ho dato una occhiata nel panorama scientifico nazionale, in particolare all'attività del prof. Stefano Buiatti dell'Università di Udine ed a quelle del CERB di Perugia e non c’è granchè di applicativo su tale argomento, mentre nel campo dell' enologia è stato svolto già del lavoro.
Ho cominciato a lavorare sui vari lieviti Safbrew, Safale e Saflager della Fermentis, sui ceppi della Danstar Lallemand e su un paio di ceppi Mangrove.
Chiaramente in un secondo momento l’approccio sperimentale sarà rivolto anche a ceppi autoctoni e selvatici possibilmente messi a disposizione dagli amici birrai vicini (già contattati i birrifici Decimoprimo, Birranova, Ebers, ecc) qualora qualcuno di essi si sia cimentato o intenda cimentarsi con fermentazioni spontanee locali e regionali o passaggi in barrique.



L'argomento è tanto interessante quanto spaventosamente tecnico.
Ma a me basta sapere ci sia qualcuno che è capace di leggere oltre gli schemi dell'homebrewing e di andare nella direzione di un elemento spesso poco considerato nel panorama delle innovazioni birrarie,molto attento ad ingredienti extra o a nuove varietà di luppoli ma poco voglioso di sperimentare (sia in ambito homebrewing che pro) e di ricercare.
D'altronde, quanti birrifici hanno un laboratorio per la conta delle cellule di lievito? Quanti si cimentano seriamente in coltivazioni, propagazioni e riutilizzo di lieviti?

Chissà se le ricerche di Guglielmo ci daranno un giorno qualche indicazione in più sui lieviti.
Perchè non c'è impianto di proprietà che tenga: i veri birrai sono solo loro!

Ringrazio Guglielmo per aver illustrato il suo progetto: mi auguro che in questo modo si possa fare avanti anche qualche altro birrificio per donargli altri campioni di lievito.

Cheers!

Nessun commento:

Posta un commento