Las cepas industriales de levadura de hoy en día se usan para hacer cerveza, vino, pan, biocombustibles y más, pero su historia evolutiva no está bien estudiada. En a Celda publicación en papel el 8 de septiembre, los investigadores describen un árbol genealógico de estos microbios con énfasis en la levadura de cerveza. Las relaciones genéticas resultantes revelan pistas sobre cuándo la levadura fue domesticada por primera vez, quiénes fueron los primeros cerveceros y cómo los humanos han dado forma a este organismodesarrollo.
"El sabor de la cerveza que tomamos depende en gran medida de la levadura", explica Kevin Verstrepen, un genetista de levadura de la Universidad de Lovaina y VIB en Bélgica. "Estamos bebiendo las mejores cervezas ahora porque los cerveceros antiguos eran lo suficientemente inteligentes como para comenzarcriar levadura antes de que supieran lo que estaban haciendo. Realmente era un arte ".
Con un equipo de bioinformáticos dirigido por Steven Maere, biólogo computacional en VIB y la Universidad de Gante, y científicos cerveceros de White Labs en California, Verstrepen y sus colegas secuenciaron los genomas de 157 cepas diferentes de levadura utilizadas para hacer cerveza, vino,espíritus, sake, pan y bioetanol, así como algunos utilizados en laboratorios de investigación, para explorar la historia evolutiva de la especie. Los investigadores también probaron experimentalmente rasgos como la tolerancia al estrés para investigar la interacción entre el genoma y el comportamiento de la levadura.
Según el análisis, la levadura industrial utilizada hoy en día proviene de unas pocas cepas ancestrales. Cinco grandes grupos se separaron genéticamente, con cepas agrupadas principalmente según su propósito industrial. Los límites geográficos dividieron aún más cada categoría: en un grupo de cervezalevadura, por ejemplo, las cepas de Bélgica y Alemania estaban estrechamente relacionadas, pero separadas de las del Reino Unido y EE. UU.
Los cerveceros usan la misma levadura para hacer diferentes tipos de cerveza, por lo que las bebidas como las cervezas o las cervezas gruesas generalmente no tenían cepas separadas asociadas a ellas. Sin embargo, algunas cepas distintas se asociaron con cervezas que tienen rasgos muy específicos, comoel sabor ahumado a clavo de olor de la cerveza alemana Hefeweizen.
Utilizando los datos genómicos, los investigadores rastrearon el ancestro común de la cerveza industrial y las levaduras silvestres hasta el año 1500, antes del descubrimiento formal de los microbios. "Si los primeros cerveceros tuvieron una muy buena fermentación, fueron lo suficientemente inteligentes como para cosechar la levadurasedimento y úselo para inocular el siguiente lote, incluso si no sabían lo que flotaba en él ", explica Verstrepen." Reutilizar los microbios para hacer cerveza los separó completamente de la naturaleza. Las levaduras estaban evolucionando en la cervecería ".
El equipo de investigación descubrió una serie de patrones genéticos relacionados con el proceso de domesticación. La levadura salvaje puede reproducirse sexualmente en tiempos de hambre o estrés, pero las levaduras de cerveza de hoy en día han perdido esta capacidad; solo tienen genes funcionales para la reproducción asexual, probablemente debidoa sus condiciones de vida más cómodas: "Se volvieron esencialmente estériles", dice Verstrepen.
"Cuatro siglos de domesticación también han dejado marcas en los genomas de levadura de cerveza asociados con rasgos que son útiles en un entorno de elaboración de cerveza", dice Maere. "En varios linajes de levadura de cerveza, se han amplificado, eliminado o alterado genes específicos para optimizar el crecimientoen fermentadores de cerveza y sabor a cerveza "
En particular, los investigadores encontraron evidencia para la amplificación de genes involucrados en el metabolismo de los azúcares típicos de la cerveza y la selección contra la producción de 4VG, un compuesto saborizante indeseable producido por la mayoría de las levaduras naturales ". Hasta donde sabemos, no hay una ventaja selectiva en suprimir ella producción de 4VG ", dice Verstrepen." Deben haber sido los cerveceros que decían: 'Esto sabe bien, vamos a reutilizarlo' ". Las levaduras de vino también mostraron una resistencia genética al cobre, que se usa para combatir las infecciones por hongos en el país.viñedo y puede terminar en los jugos de uva.
El equipo de Verstrepen continúa investigando para criar nuevas cepas de levadura con características útiles para la industria, y pronto agregará una cervecería al laboratorio para realizar más experimentos. "Es un salto corto de trabajar con levadura para tratar de hacer una mejor levadura de cerveza," él dice.
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