Пивной мир делится на эли и лагеры. Оригинальные и универсальные дрожжи Saccharromyces cerevisiae тысячелетиями использовались для изготовления эля, вина и хлеба. Но вторым большим пивным нововведением стало появление светлого пива в 15 веке, когда баварцы впервые заметили, что пиво, хранимое в пещерах зимой, продолжало брожение (от немецкого lagern: хранить).
В результате получилось более легкое и мягкое пиво, которое после того, как поделились им с соседними богемцами, стало доминировать во вкусах пива 19 и 20 веков, особенно в Америке.Лагерные дрожжи — это гибридные штаммы, состоящие из двух разных видов дрожжей, S. cerevisiae и S. eubayanus, которые были обнаружены в 2011 году.
Сейчас лагеры составляют колоссальные 94% мирового рынка пива. Но происхождение различных гибридных линий было яблоком раздора для производителей лагерного пива.В новом исследовании, опубликованном в журнале «Молекулярная биология и эволюция», аспирантка Эмили Клэр Бейкер, автор-корреспондент Крис Тодд Хиттингер и другие попытались разгадать загадку.Воспользовавшись преимуществами недавно описанного вида диких дрожжей из Патагонии, Saccharomyces eubayanus, исследовательская группа смогла завершить и собрать высококачественный геном S. eubayanus с помощью секвенирования следующего поколения.
Они сравнили его с одомашненными гибридами, которые используются для варки пива в стиле лагер, что впервые позволило изучить полные геномы обоих родительских видов дрожжей, способствующих созданию лагерного пива.Они показывают два независимых события происхождения для гибридов S. cerevisiae и S. eubanyus, которые варят лагерное пиво.Полученные данные показывают, что одомашнивание для производства пива несколько раз приводило дрожжи к сходным эволюционным траекториям. В этом контексте эти результаты предполагают, что линии Saaz и Frohberg (названные по месту их происхождения) были созданы в результате, по крайней мере, двух различных событий гибридизации между почти идентичными штаммами S. eubayanus с относительно более разнообразными штаммами эля S. cerevisiae.
«Лагерные дрожжи возникли не один раз. Этот маловероятный брак между двумя видами, генетически такими же разными, как люди и птицы, произошел как минимум дважды. одомашнивание », — сказал автор-корреспондент Крис Тодд Хиттингер из Университета Висконсин-Мэдисон.План «электростанции» дрожжевых клеток, названный последовательностями митохондриального генома, доказал, что S. eubayanus служит основным донором мтДНК для лагерных дрожжей линии Frohberg.
Они также обнаружили, что дрожжи Saaz и Frohberg содержат геномы S. cerevisiae (на 99,57% идентичны штамму S288c) и S. eubayanus (на 99,55% идентичны FM1318). Они также сравнили митохондриальные геномы и обнаружили, что S. eubayanus на 6,6 КБ меньше дрожжей Frohberg и на 21,8 КБ меньше, чем S. cerevisiae.Кроме того, с тех пор, как геномы S. eubayanus были адаптированы для приготовления пива, они претерпели более высокие темпы эволюции, в том числе некоторые гены, участвующие в метаболизме.
Некоторые гены метаболизма, особенно те, которые участвуют в ферментации и метаболизме сахара, могли быть сформированы при одомашнивании в пивоварении. В частности, авторы предполагают, что многие эволюционные изменения могли снизить функцию белка Adr1, который активирует алкогольдегидрогеназу, которая потребляет алкоголь, а не производит его.
Результаты теперь прояснили происхождение основных линий гибридных дрожжей, используемых для пивоварения лагеров, и составят план для будущих исследований по одомашниванию лагерных дрожжей.