Esto fue en #NaukasPamplona el día 9 de junio de 2018 en el Palacio de Congresos Baluarte donde celebraremos una jornada de ciencia dedicada al placer y a los sentidos. ¿Sabes por qué sin levadura la vida sería más dura? ¿Sabes cómo seleccionar el mejor vino en una carta de de vamos?

El vídeo es gracias a Kosmos de la EITB.

Naukas Kausal en Vitoria

Los microbios no son siempre unos malos tipos. Sí, ya sabemos que algunos estropean
los alimentos (el moho que crece en la fruta y al final la tienes que tirar), y
otros trasmiten enfermedades a través de los alimentos (el huevo y la Salmonella). Pero gracia a los microbios
tenemos muchos de los alimentos que comemos cada día.

La vida sería más dura sin la levadura.

De esto, y mucho más, hablaré el jueves 26 de mayo en el evento Naukas en el Congreso Internacional de Autocontrol y Seguridad Alimentaria, Kausal 2016que se celebrará en el Palacio de Congresos y Exposiciones Europa (Avenida de Gasteiz, 85) 01009
Vitoria-Gasteiz.

En mi
charla verás las levaduras (sí, las vas a ver), verás de dónde se obtienen y
cómo las podemos emplear para fabricar alimentos.

El jueves 26
de mayo Naukas
ofrecerá una jornada especial de ciencia, entretenimiento y humor, donde
aprenderás mucho y te divertirás más, con el siguiente programa:

SESIÓN DE MAÑANA. Dirigida a
jóvenes y estudiantes.

10.00-10.15
– Presentación del evento

10.15-10.30
– José Manuel López Nicolás: Bebidas
energéticas, la amenaza fantasma

10.30-10.45
– Deborah García Bello: Truco o trato

10.45-11.00
– Ignacio López-Goñi: Microbios que
fabrican alimentos

11.00-11.15
– Bittor Rodríguez: Consumo de frutas y
verduras en la adolescencia (euskera)

11.15-11.30
– Txema Campillo: Agricultura sostenible

11.30-11.45
– Juan Revenga: Destripando la información
nutricional

11.45-12.00
– Oihana Itúrbide: De la droga al
chocolate

SESIÓN DE
TARDE. Para todos los públicos.

18.30-18.40
– Presentación del evento

18.40-18.50
– José Manuel López Nicolás: Las 3 claves
de la investigación alimentaria del s. XXI

18.50-19.00
– Deborah García Bello: De con a sin

19.00-19.10
– Juan Ignacio Pérez Iglesias: Gazta jan
zuten lehenik  [Primero comieron queso] (euskera)

19.10-19.20
– Juan Revenga: Falacias del nutricionismo

19.20-19.30
– DESCANSO 10 minutos

19.30-19.40
– Daniel Ramón: Secuenciación genómica y
seguridad alimentaria

19.40-19.50
– Rosa Porcel: Intoxicaciones alimentarias

19.50-20.00
– Bittor Rodríguez: Elección de alimentos
saludables (euskera)

20.00-20.10
– César Tomé López: Historia de una tapa
de yogur

20.10-20.20
– Laura Morrón: Irradiación de alimentos

20.20-20.30
– José Miguel Mulet: Transgénicos

Por cierto, si no puedes acercarte a Vitoria, no te
preocupes, podrás seguir la charla “Microbios
que fabrican alimentos” en directo si te conectas a Twitter el jueves 26 a las 10:45 am y sigues mi cuenta @microbioblog

influyen
significativamente en la calidad y el tipo de vino.

El concepto de terruño
o “terroir” está relacionado con la personalidad y calidad de los vinos. El
terruño designa la interacción de varios factores que son los que le van a dar
carácter al vino: el clima, tipo de suelo, variedad de uva e incluso el modo de
cultivo. Así, uvas de la misma variedad cultivadas, vinificadas y envejecidas
con las mismas técnicas en zonas geográficas diferentes producen vinos muy
distintos entre sí. Pero además, cada vez hay más evidencias del papel esencial
que juegan los microorganismos, especialmente las levaduras, en el perfil que
define a un vino concreto. El aroma,
sabor, olor, color y textura de un vino depende de las levaduras autóctonas que
vienen en las uvas desde el viñedo.

El tipo de levaduras es lo específico del terruño.

Estas ideas se las vengo oyendo a mi amigo, colega y
emprendedor David García Yoldi desde
hace varios años. David es el director de LEV2050,
una empresa biotecnológica dedicada a la selección
y producción de levaduras autóctonas. David me convenció cuando me dio a
probar cuatro vinos, obtenidos de uvas del mismo viñedo, pero fermentados con
cuatro levaduras diferentes aisladas del mismo viñedo. El resultado fue
espectacular: el aroma, los sabores, el grado de acidez y de alcohol de los
cuatro vinos eran totalmente distintos, ¡y la única diferencia era el tipo de
levadura empleada! Hacer vinos con levaduras comerciales puede asegurar la
fermentación (la transformación del azúcar en alcohol), pero homogeniza y
unifica los vinos, que pierden personalidad y singularidad. Fermentar el vino
con una selección de sus levaduras autóctonas permite obtener todo un conjunto
de aromas y sabores propios.

La identidad de un vino depende de sus microbios.

Hace unos pocos meses, investigadores de la Universidad de
Auckland (Nueva Zelanda) han publicado en la revista Scientific Reports Nature el artículo que a David y mi nos hubiera gustado escribir hace años. En este
trabajo han empleado 3.900 cepas distintas de levaduras Saccharomyces cerevisiae autóctonas
aisladas de seis regiones vinícolas diferentes de Nueva Zelanda. El análisis
genómico reveló 295 genotipos distintos. Mediante análisis bioinformáticos y
estadísticos seleccionaron seis
levaduras de cada una de esas regiones cuyos genotipos eran representativos.
Con esas levaduras realizaron microvinificaciones empleando jugo de uva blanca esterilizado
de la variedad Sauvignon del 2012. En total realizaron 126 fermentaciones, combinando las distintas levaduras por
triplicado. Una vez obtenidos los vinos, se cuantificó la concentración de 39 compuestos volátiles y de otros
parámetros de calidad y se evaluaron distintos compuestos responsables de
descriptores sensoriales a manzana, frutas dulces, melocotón, miel, flores,
plátano, etc.

La levadura: el mejor amigo del hombre. Sin levadura, la vida sería más dura.

Los resultados demostraban que los tipos y concentraciones
de los metabolitos volátiles producidos por Saccharomyces
cerevisiae dependía del genotipo de la levadura. Además, los distintos
perfiles de los vinos obtenidos dependían de las levaduras empleadas y existía una correlación significativa entre
la región en la que se había aislada la levadura y el perfil de aroma del vino.  Este trabajo es el primer ensayo empírico que
demuestra el potencial microbiano en el concepto de terruño y que los microbios contribuyen de forma
significativa en la identidad regional del “terroir” del vino. Los
microbios explican por qué obtenemos vinos diferentes según terruños
diferentes. Los microbios influyen sobre las viñas y las uvas y provocan
diferencias de aroma y sabor. Este trabajo se ha realizado con levaduras
obtenidas en un año concreto. Queda pendiente estudiar cómo podría afectar
empleando levaduras aisladas de una misma zona pero a lo largo de varios años.

La capacidad de los microbios de influir en la calidad y tipo del vino
es mucho mayor de lo que se estimaba

En España, este tipo de ensayos los realiza LEV2050 que genera bancos de levaduras
autóctonas que permiten aportar personalidad, singularidad y carácter a los
vinos. Se aíslan y seleccionan levaduras de los propios viñedos. Para más
información pincha AQUÍ.

Regional microbial signatures positively correlate with differential wine phenotypes: evidence for a microbial aspect to terroir.
Knight S, y col. Sci Rep. 2015. 5:14233. doi: 10.1038/srep14233.

(O como explicar la
noticia a mi madre de 84 años)

Se ha hecho pública la noticia de que se ha construido el primer cromosoma sintético de un organismos
eucariota. Están todos muy emocionados y dicen que esto es muy importante,
pero mi madre no entiende nada.

¿Qué es un organismo
eucariota?. Según cómo sea las células de un ser vivo, los podemos
clasificar en dos tipos: los procariotas,
que son células muy simples que carecen de núcleo y de orgánulos rodeados de
membrana, al que pertenecen las bacterias; y los eucariotas o células con un núcleo bien diferenciado y mucho más
complejas, al que pertenecen las algas, los hongos, las plantas y los animales.
Tú mismo eres un eucariota formado por millones de células. Otro eucariota muy
sencillo formado por una sola célula es la levadura
del pan, que también se utiliza para fabricar el vino y la cerveza, y que se
llama Saccharomyces cerevisiae. Estos
experimentos del cromosoma sintético los han hecho con esta levadura.

Células de levadura Saccharomyces cerevisiae al micropscopio electrónico de barrido (SEM).

¿Qué es un
cromosoma?. Todas las células tienen en su interior el ADN, que es la molécula donde está escondida en forma de un código “secreto”
de letras la información genética que controla el funcionamiento de la célula.
Es la información que se hereda y que transmitimos a nuestros descendientes.
Esa información está repartida en trocitos de ADN que se denominan genes. En
las células eucariotas, el ADN está en el núcleo. Esas moléculas de ADN son muy
largas y son como una madeja o maraña de hilos que se enrollan y se organizan
en lo que se denomina cromosoma.
Cada ser vivo tiene un número determinado de cromosomas en sus células.
Nuestras células, por ejemplo, tienen 23 cromosomas, y la levadura Saccharomyces cerevisiae tiene un total
de 16 cromosomas.

¿Y en qué consiste el
experimento que han hecho con la levadura?. Pues le han quitado uno de sus
cromosomas y se lo han sustituido por otro
nuevo, que han fabricado artificialmente en el laboratorio. En concreto, de
los 16 cromosomas que tiene la levadura, le
han cambiado el cromosoma nº 3. Esto parece muy fácil, pero han tardado más
de siete años, han colaborado 16 laboratorios y más de 50 estudiantes.

Building the Ultimate Yeast Genome. E. Pennisi. Science 28 March 2014: 1426–1429.

Ese cromosoma
artificial, ¿es igualito al natural, al que ya tenía la levadura?. No, este
nuevo cromosoma artificial que han fabricado en el laboratorio es más pequeñito: si el cromosoma
natural tenía un total de 316.667 letras, el artificial tiene 272.871, cerca de
50.000 cambios!. Le han quitado algunos trocitos que no tienen interés o que
pueden dar problemas (trozos sin información importante o que se pueden “mover”
de un sitio a otro del cromosoma), y además le han añadido otros para que
funcione mejor el cromosoma y para poderlo diferenciar fácilmente del natural.

¿Por qué tanta
emoción, si parece tan sencillo?. Pues porque es la primera vez que se consigue en un organismo eucariota. Los
investigadores no sabían si al cambiarle de cromosoma, la levadura iba a
funcionar igual y parece que sí: la levadura con su nuevo cromosoma fabricado
en el laboratorio crece igualito o muy parecido a la levadura normal. Es decir,
que la levadura tolera bien ese cromosoma artificial. Algo parecido ya lo
habían hecho hace años con una bacteria, con un procariota, pero es más fácil,
solo tienen un cromosoma y mucho más pequeñito. Esta vez ha sido con un
cromosoma mucho más grande y en una célula mucho más compleja, la levadura.

Y esto, ¿para qué
sirve, hijo mío?. (Esta es la pregunta que siempre me hace mi madre!). Si
conseguimos hacerlo con los 16 cromosomas, podemos reinventar o rediseñar una levadura para que produzca lo
que nosotros queramos. Imagínate que hagamos una levadura “sintética” que
produzca más y mejor cerveza, o medicamentos, biocombustibles, nuevos antibióticos,
… las posibilidades son infinitas. En el futuro, podremos hacer una levadura “a la carta”. Además,
podemos manipular completamente su genoma y nos puede ayudar a entender cómo funciona exactamente un
genoma, cómo se controla una célula, algo que todavía hoy en día no somos
capaces de entender.

Algunos periódicos
dicen que esto es vida artificial, ¿es cierto?. Estamos todavía muy lejos
de la vida artificial. Todavía no somos capaces de a partir de elementos
sencillos (carbono, nitrógeno, fósforo, oxígeno, …) sintetizar una célula
completa. Lo que se ha hecho es sintetizar un cromosoma y metérselo a una
célula ya existente. Esto no es crear
vida artificial, aunque sea un gran avance.

¿Y ya está, el
proyecto se acaba aquí?. No, el proyecto pretende crear un genoma completo sintético de la levadura. Se ha denominado
proyecto Sc2.0,  Sc
es por Saccharomyces cerevisiae y
el 2.0 hace referencia a la versión 2 de un nuevo ser vivo. Esto que acaban de publicar ahora es solo el comienzo. De momento han conseguido
sintetizar uno de los 16 cromosomas de la levadura. Otros cuatro están a punto
de completarse, siete se han comenzado a diseñar y con los otros cuatro
restantes todavía ni han comenzado. Es un proyecto muy ambicioso y apasionante
en el que participan grupos de investigación de EE.UU., China, Reino Unido,
Australia, Singapur, Francia y Alemania.

Total Synthesis of a Functional Designer Eukaryotic
Chromosome. Annaluru, N., et al. Science. March 27, 2014

DOI: 10.1126/science.1249252

El término “terroir”
se refiere a la interacción de varios factores que son los que le dan carácter
al vino: el clima, la temperatura, la humedad, la composición del suelo, la variedad
de la uva, incluso la intervención del viticultor. Todos estos factores
influyen directamente sobre la uva y sobre el producto final: el vino. La
identidad del vino, su color y aroma, sus sabores y sensaciones, su
personalidad y calidad son reflejo del ambiente en el que se ha producido, del
“terroir”.

Dentro del concepto de “terroir” se le ha dado poca
importancia a los hongos, levaduras y bacterias que hay en la uva. Investigadores
de la Universidad de California (Davis) acaban de publicar en PNAS un estudio en el que demuestran
que el conjunto de microbios que hay en las uvas (la microbiota) no es algo que
ocurra al azar sino que depende del cultivo, del año de cosecha y del clima. El
tipo de microorganismos que hay en la uva van a afectar a las propiedades del
vino y son, por tanto, parte esencial de ese “terroir”, lo que podríamos
denominar “terroir” microbiano.

La superficie de las uvas está repleta de una gran variedad
de microbios. Desde el viñedo a la botella, las uvas se transforman en vino
debido a la actividad microbiana, que influye en las propiedades organolépticas
(sabor, olor, textura, color, …) del vino, en definitiva en su calidad.

En este estudio tomaron muestras de 273 viñedos de varias
bodegas de la costa californiana (valle de Napa, Sonoma, …) , de distintas
variedades de uva (Cabernet-Sauvignon, Chardonnay, …) y en dos años
distintos. Extrajeron el DNA de las uvas y amplificaron secuencias específicas
para detectar e identificar todas las bacterias y hongos presentes en las uvas.
Los resultados los correlacionaron con distintos factores ambientales.

Los microbios más frecuentes en las uvas fueron los hongos
filamentosos Cladosporium, Botryotinia,
Penicillium, Davidiella; las levaduras Saccharomyces,
Hanseniaspora, Candida; y las bacterias Lactobacillus,
Pseudomonas, Enterobacterias y Bacillus.
Pero la frecuencia y distribución de estos microbios estaba muy influenciada
por el ambiente. Comprobaron que las distintas zonas geográficas tenían diferente
proporción de microbios. Por ejemplo, los microbios asociados a los mostos del
valle de Napa eran distintos a los del valle Central y diferentes a los de la
zona de Sonoma. La variedad de uva también influye, el conjunto de microbios
(sobre todo los hongos) en la uva del tipo Cabernet-Sauvignon era diferente del
de la uva Chardonnay. Hay por tanto un componente genético que puede influir en
la interacción entre el microbio y el huésped, en este caso la uva. Y lo mismo
las condiciones ambientales. Diferentes climas, precipitación, temperaturas,
latitud, influye en la microbiota de la uva. También comprobaron que el patrón
de microbios variaba según el año de recolección, sobre todo las comunidades
bacterianas.

En conclusión, los
microbios que hay en la uva no es algo que ocurra al azar sino que está
condicionado por factores ambientales, geográficos, tipo de uva, clima,
…. y esto ayuda a explicar también las diferentes propiedades de los vinos.
Se pueden desarrollar estrategias para emplear
esa microbiota autóctona propia de cada viñedo para mejorar y personalizar los
vinos. El tipo de levaduras y bacterias juega por tanto un papel activo en
las características y la calidad del vino. Este trabajo demuestra la relación
entre las condiciones ambientales, las comunidades microbianas y la calidad del
vino. Los microbios son por tanto parte esencial del “terroir”. Era lógico, al
fin y al cabo, el vino es un producto de la fermentación microbiana!

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– LEV2050: I+D+i en levaduras
autóctonas

Bokulich, N.A., et al. (2013). Microbial biogeography of wine grapes is conditioned by cultivar, vintage, and climate. PNAS USA PMID: 24277822