Exploitation du phénomène d'hétérosispour l'amélioration des levures d'oenologie – HETEROSYEAST

La sélection de souches starters de levure représente un enjeu économique stratégique important pour l'industrie française du vin. Etant donné les réticences publiques vis-à-vis des organismes génétiquement modifiés, la sélection génétique fondée sur les méthodes développées pour la sélection animale et végétale représente une voie très prometteuse, facilitée par les multiples ressources génétiques, moléculaires et génomiques disponibles chez Saccharomyces cerevisiae et les espèces proches. En sélection génétique, le phénomène d'hétérosis, ou vigueur hybride, est classiquement exploité, mais n'a jamais été utilisé pour améliorer des micro-organismes industriels.
Le but de ce projet est de combiner différentes approches biologiques, génomiques et statistiques pour :
- Analyser soigneusement l'hétérosis intra et inter spécifique sur deux espèces de levure (S. cerevisiae et S. uvarum) à partir d'un dispositif diallèle (12 souches parentales homozygotes et 66 hybrides), pour des critères de sélection pertinents pour les souches starter (profil aromatique et autres métabolites), et pour des caractères qui pourraient être liés à des cibles de la sélection (flux de CO2, concentrations d'enzymes/protéines, taille des cellule, taille des populations, génotype mitochondrial et nucléaire).
- Utiliser de nouveaux types de marqueurs nucléaires, une nouvelle technique de protéomique quantitative et des méthodes originales d'analyse de données pour construire des prédicteurs d'hétérosis à partir des données parentales.
- A long terme fournir des souches hybrides de levure ayant de hautes performances œnologiques.
Le programme consiste en 6 tâches : (1) construire et caractériser sur le plan génétique le matériel biologique (2) réaliser les fermentations des 78 souches homozygotes et hétérozygotes à 2 températures, et avec 3 répétitions (au total 468 échantillons) (3) Mettre au point une technique de protéomique basée sur la spectrométrie de masse et analyser environ 500 protéines (4) caractériser le vin synthétique et la population de levure à la fin de la fermentation (5) analyser les données avec outils statistiques récents (6) enfin exploiter les résultats pour la sélection génétique.
Ce projet représente la première étude extensive intra et inter spécifique chez la levure et devrait fournir des souches améliorées pour l'œnologie. Les méthodes techniques et statistiques pour atteindre ce but sont innovantes et devraient déboucher sur des outils et des concepts utiles non seulement pour la communauté levure, mais au-delà pour la communauté biologique. En particulier, nous espérons maîtriser une nouvelle méthode de protéomique quantitative pour quantifier à haut débit des centaines de protéines, et développer des prédicteurs mutivariés de l'hétérosis. Ceci pourrait fortement accélérer les programmes de sélection de levure et ouvrir de nouvelles voies pour l'analyse génétique des caractères complexes. En plus des publications académiques, tout résultat d'intérêt industriel pourra être breveté.