El Dr. Eduardo Kessi, investigador del Centro de Estudios en Ciencia y Tecnología de Alimentos (CECTA) de la Usach, lidera un proyecto Fondecyt Regular, recientemente adjudicado, enfocado en comprender cómo las levaduras fermentan el vino en condiciones de baja disponibilidad de nitrógeno, uno de los principales desafíos que enfrenta actualmente la industria vitivinícola. El proyecto es apoyado por Dicyt-usach.
Para producir un vino, factores como el clima, la temperatura, la disponibilidad de agua y las características del suelo influyen directamente en el desarrollo y composición de las uvas. Una vez cosechadas, estas pasan por un proceso de fermentación que transforma los azúcares naturales del fruto en alcohol, dando origen al vino y definiendo gran parte de sus características, aromas y calidad final.
Detrás de este proceso existe el mundo microscópico de las levaduras, microorganismos que para mantenerse activos durante la fermentación necesitan distintos nutrientes para su metabolismo y crecimiento, como fuentes de carbono, vitaminas, minerales y nitrógeno.
La disponibilidad de este último en el mosto de uva ha sido históricamente uno de los principales desafíos de la fermentación vínica, ya que, cuando el nitrógeno es insuficiente, las levaduras reducen su actividad y la fermentación puede ralentizarse o incluso detenerse por completo. Como respuesta, la industria vitivinícola ha normalizado la suplementación exógena de nitrógeno para mantener estable el proceso fermentativo y evitar pérdidas productivas.
Frente a este escenario, el Dr. Eduardo Kessi, investigador del Centro de Estudios en Ciencia y Tecnología de Alimentos (CECTA), a través de un proyecto Fondecyt Regular 2026, estudia los mecanismos genéticos y moleculares que permiten a ciertas cepas adaptarse mejor a condiciones donde este nutriente escasea, con el objetivo de avanzar hacia procesos fermentativos más eficientes y estables para la producción de vino.
“Este es un problema que existe hace bastante tiempo en la industria vitivinícola, por lo que suplementar nitrógeno exógeno durante la fermentación se ha vuelto una práctica habitual. El nitrógeno presente en el mosto de uva es importante para las levaduras, porque cuando no hay suficiente, las fermentaciones pueden detenerse y generar pérdidas productivas importantes. Por eso nos interesa entender si existen levaduras capaces de fermentar eficientemente incluso en condiciones de baja disponibilidad de nitrógeno”, explica el Dr. Eduardo Kessi.
En este contexto, la investigación se centra en una vía de señalización celular llamada “TORC1” (del inglés Target of Rapamycin Complex 1), la cual actúa coordinando el crecimiento de las levaduras en función de la disponibilidad de nutrientes en el medio. En términos simples, esta vía funciona como una especie de sensor biológico que le permite a la levadura detectar si existen las condiciones necesarias para crecer, dividirse y mantener activa la fermentación.
“La vía TORC1 coordina el crecimiento celular en respuesta a las fuentes de nitrógeno disponibles. Es una vía muy importante y presente en todo el dominio eucarionte. En humanos, por ejemplo, está relacionada con cáncer, mientras que en levaduras tiene más relación con cómo responden a los nutrientes. Ahí surge la pregunta de cómo esta vía se activa dependiendo de la disponibilidad de nitrógeno, porque si la levadura detecta que no hay suficiente, deja de crecer y la fermentación se detiene”, menciona el investigador.
Para avanzar en esta línea, el proyecto trabajará con distintas cepas de levaduras de distintos nichos ecológicos (tanto domesticadas como silvestres), buscando identificar qué variantes genéticas están relacionadas con la activación de la vía TORC1. Posteriormente, estas variantes serán modificadas mediante técnicas de edición génica en una levadura vínica comercial, con el objetivo de evaluar si las levaduras modificadas son capaces de llevar a cabo fermentaciones más eficientes bajo condiciones de bajo nitrógeno.
“Lo que queremos hacer es tomar cepas vínicas, modificar estos genes y ver si efectivamente se comportan mejor fermentando en condiciones de bajo nitrógeno. Para eso vamos a utilizar herramientas de edición génica como CRISPR-Cas, que permiten hacer modificaciones puntuales en el genoma sin incorporar genes externos. Es una forma mucho más precisa de estudiar qué variantes genéticas están relacionadas con una mejor capacidad fermentativa”, añade el Dr. Eduardo Kessi.
Además de su potencial impacto en la industria vitivinícola, el proyecto también busca aportar al desarrollo de herramientas biotecnológicas que permitan optimizar procesos fermentativos de manera más eficiente y sustentable, reduciendo la necesidad de suplementar artificialmente el mosto durante la producción.
“El vino es una de las industrias más importantes para Chile, por lo que entender cómo funcionan estos procesos fermentativos siempre va a ser relevante. Pero aun cuando no hubiese una aplicación práctica involucrada, este tipo de investigaciones de ciencia básica siempre son importantes, porque muchas veces uno no sabe hacia dónde puede proyectarse un descubrimiento en el futuro. Por ejemplo, en nuestro caso, hoy estudiamos la vía TORC1 en levaduras y fermentación, pero mañana ese conocimiento podría tener aplicaciones en la búsqueda de curas para el cáncer”. explica el investigador.
Finalmente, el investigador destacó la importancia de mantener financiamiento para investigaciones de ciencia básica y el rol que cumplen estos proyectos en el desarrollo científico y tecnológico del país.
“Es por esto que es tan importante que el Estado mantenga financiamiento para ciencia básica, como son los proyectos Fondecyt, porque aun cuando no haya una aplicación inmediata evidente en la mayoría de ellos, es la base de generación de conocimiento que permitirá los desarrollos tecnológicos del futuro que aún no somos ni siquiera capaces de imaginar”, concluye el Dr. Eduardo Kessi.
Texto y fotografías por Camilo Araya Bernales
