Биологи рассказали историю «одомашнивания» пивных дрожжей

Коллектив ученых из США и Аргентины с рекордной точностью проследил эволюцию генома дрожжей, которые используются для приготовления лагера, то есть пива низового брожения. Оказалось, что «одомашнивание» диких дрожжей независимо происходило как минимум дважды, хотя их «потомки» на сегодняшний день распространены в равной мере. Работа опубликована в Molecular Biology and Evolution.

Авторы сравнивали последовательности ДНК Saccharomyces eubayanus и Saccharomyces cerevisiae с ДНК современных лагерных дрожжей, которые являются гибридами этих двух видов. Ученые следили за скоростью эволюции подфрагментов ДНК, соответствующих S. eubayanus и S. cerevisiae, а также за изменениями специфических генов, отвечающих за те или иные аспекты метаболизма этих дрожжей.

Оказалось, что в гибридах из двух разных ветвей происхождения — Жатецкой и Фробергской — наблюдалась различная скорость естественных замен (мутаций) в последовательности ДНК относительно генома «предков». По мнению ученых, это означает, что эти гибриды образовались независимо друг от друга, то есть процедура «одомашнивания» дрожжей происходила как минимум дважды. Также исследователи отметили несколько признаков направленной селекции, например, подавление функции фермента алкогольдегидрогеназы, отвечающего за переработку этилового спирта.

Современное понимание происхождения культурных лагерных дрожжей, можно сказать, оформилось в 2011 году, когда группа ученых обнаружила и охарактеризовала S. eubayanus — «недостающих» диких предков современных пивоваренных дрожжевых культур. Тем не менее, до сих пор много споров вызывал непосредственный сценарий одомашнивания дрожжей. Большое количество работ было опубликовано как в поддержку гипотезы о нескольких независимых гибридизациях, так и против нее. Новая работа, по мнению самих авторов, расставляет точки над i в этом споре.

Гибриды, которые относят к собственному виду S. pastorianus (или S. carlsbergensis), используются для приготовления пива низового брожения. Его также называют «лагер», от немецкого термина, обозначающего хранение, или дозревание пива при низкой температуре. Для такого способа приготовления требуется помещение с температурой около 10 градусов по Цельсию, поэтому исторически лагеры начали варить только в XV веке, то есть позднее, чем эли — пиво верхового брожения, которое можно готовить даже при комнатной температуре. До изобретения холодильных установок лагеры готовили зимой, хотя в некоторых местах существовали естественные пещеры, в которых была необходимая температура. Также, надо отметить, что первый в мире промышленный холодильник, созданный нобелевским лауреатом Карлом фон Линде, был создан как раз по заказу пивоваренной компании.