I lieviti sono microrganismi largamente utilizzati nelle applicazioni biotecnologiche su scala di produzione industriale ma sono anche oggetto di studi di base ed usati come modello per malattie umane. La loro fisiologia ed il loro metabolismo sono strettamente correlati alle condizioni ambientali e sono mediati da fattori di regolazione di risposta e segnalazione. Il progetto di ricerca si propone di analizzare la interconnessione tra i meccanismi di risposta a segnali ambientali, quali il tipo e la quantità della fonte di carbonio, la presenza o la limitazione dell'ossigeno (ipossia), ed il ruolo di due fattori di regolazione dell¿espressione genica Sck1 e KlMga2. Il fattore Sck1 è un regolatore dell¿espressione genica dipendente dal glucosio del trasportatore a bassa affinità del glucosio stesso. Il progetto si propone di approfondire il ruolo in ipossia di questo regolatore del metabolismo glicolitico e fermentativo. KlMga2 è un regolatore trascrizionale ipossico dei geni per la biosintesi dei lipidi. Questo fattore trascrizionale potrebbe avere un ruolo anche nella risposta cellulare ai ROS. Il progetto si propone di indagare il metabolismo dei ROS dipendente da KlMga2.
S. cerevisiae è l'organismo modello microbico preferito per molti studi di base e sulle malattie umane, non ultime quelle su base mitocondriale. In questo organismo, i meccanismi di regolazione metabolica dipendono fortemente dall'effetto della repressione da glucosio (effetto Crabtree) che ne definisce le caratteristiche fermentative predominanti, indipendentemente dalla presenza dell¿ossigeno. Di conseguenza, i meccanismi regolativi ossigeno-dipendenti, come la risposta ipossica, sono sottoposti gerarchicamente a repressione da glucosio. Questa peculiarità fa assomigliare la cellula di S. cerevisiae ad una cellula tumorale (effetto Warburg). Lo studio della regolazione metabolica dipendente dall¿ossigeno in altri lieviti, quali K. lactis, consente in alternativa di modellizzare cellule eucariotiche superiori sane o non ancora passate allo stadio tumorale e permette lo studio di nuovi ed importanti meccanismi di regolazione del metabolismo quali, ad esempio, quelli coinvolti nel cross-talking tra regolazione da glucosio e risposta all'ossigeno. E¿ interessante notare come il modello classico S. cerevisiae ed il modello alternativo K. lactis possano quindi essere informativamente complementari. Infatti la regolazione del catabolismo del glucosio (spostamento dalla respirazione alla fermentazione e viceversa, a seconda della disponibilità dell'ossigeno) è simile in K. lactis e nelle cellule normali di mammifero, mentre in S. cerevisiae (fermentazione anche in presenza di ossigeno, effetto Warburg) l'assetto metabolico è più vicino alle cellule tumorali. In modo analogo alle correlazioni tra risposta ipossica e regolazione da glucosio, lo studio del fattore `ipossico' KlMga2 potrebbe dare nuove informazioni sulla risposta cellulare allo stato redox, correlando due situazioni estreme quali lo stato ipossico e lo stress ossidativo.