I lieviti sono organismi eucariotici ampiamente utilizzati nella ricerca di base, nelle applicazioni biotecnologiche e usati come organismi modello di svariate malattie umane. Le condizioni di coltivazione, in particolare la presenza o meno dell'ossigeno, la quantità e qualità della fonte di carbonio, il pH o la temperatura determinano la fisiologia ed il metabolismo dei lieviti tramite la funzionalità di regolatori specifici. I lieviti non hanno invece sistemi riconosciuti di risposta alla luce come fattore ambientale. La ricerca proposta è indirizzata allo studio dell'effetto della luce sul lievito Kluyveromyces lactis, del quale sono già stati caratterizzati dei fattori di regolazione in risposta all¿ossigeno e alla fonte di carbonio. Tra questi, il fattore trascrizionale KlMga2 regola la biosintesi degli acidi grassi e nostre ricerche precedenti hanno indicato che questa proteina potrebbe avere un ruolo nella mediazione e coordinazione delle risposte alle condizioni colturali aerobie/anaerobie e alla concentrazione della fonte di carbonio (glucosio). KlMga2 è un regolatore anche del metabolismo ossidativo alla base della produzione dei ROS, a loro volta connessi a diverse alterazioni cellulari presenti anche nei mammiferi. In assenza di sistemi di cattura e controllo della luce, l'energia luminosa potrebbe essere considerata una sorgente di stress: il progetto si propone di approfondire il ruolo di KlMga2 in questo meccanismo di risposta allo stress.
Gli studi degli effetti della luce sugli organismi viventi sono principalmente indirizzati agli organismi fotosintetici, quali le piante, le alghe e i batteri fotosintetici, oppure agli organismi e microrganismi dotati di cicli circadiani dipendenti dall'alternanza luce-buio dovuta alla rotazione terrestre. Questi organismi sono specificamente dotati di molecole e proteine dedicate alla cattura della luce per il funzionamento dei fotosistemi oppure di proteine regolatrici dotate di domini funzionali PAS/LOV per l'attivazione di funzioni luce-dipendenti. Nondimeno, gli organismi privi di questi sistemi di risposta alla luce sono esposti alla radiazione luminosa e alla sua alternanza dipendente dal ciclo di rotazione della Terra e, i lieviti in particolare, sono penetrati dalla luce. E' quindi lecito pensare che la luce possa avere un effetto sulle cellule di lievito. Il progetto di ricerca si propone di esplorare questo campo ancora poco studiato e quindi di ampliare le ancora scarse conoscenze in merito. Per quanto riguarda il lievito S. cerevisiae, si sa che la luce attiva lo stress ossidativo e i fattori trascrizionali di stress Crz1 e Msn2 (Bodvard et al. 2008, 2011 e 2017): per quanto riguarda K. lactis, abbiamo dimostrato che il fattore regolativo KlMga2 è coinvolto in un meccanismo di oscillazione interno che risuona col ciclo di luce-buio 12+12 ore, suggerendo quindi un effetto della luce anche su questo organismo. Questo studio permetterebbe quindi di ampliare alla luce il pannello di fattori di stress cellulare già inclusivo dell'ipossia, la temperatura, la pressione osmotica e altri fattori specifici quali determinati componenti molecolari del mezzo di crescita.