Proces vaření piva je známý po mnoho staletí a ležák jako druh piva získal v Evropě oblibu zhruba v posledních 500 letech. Výroba spodně kvašených piv (ležáků) vyžaduje pivovarskou kvasinku Saccharomyces pastorianus, která je kříženec populární Saccharomyces cerevisiae a méně známé Saccharomyces eubayanus. S. eubayanus byla poprvé izolována v Jižní Americe v roce 2011 a od té doby byla objevena také v Asii, Severní Americe a na Novém Zélandu – ale nikdy ne v Evropě. To byla záhada: S. pastorianus se vyvinula v Evropě, ale neexistoval důkaz, že jeden z jejích rodičů (S. eubayanus) se v Evropě nachází. Až nyní se podařilo izolovat dva rodičovské kmeny v Dublinu v Irsku v rámci studie “Identification of European isolates of the lager yeast parent Saccharomyces eubayanus”. Studie byla publikovaná v časopise FEMS Yeast Research. #FascinatingMicrobes
***Stáhněte si TISKOVOU POZNÁMKA na tomto odkazu***
***To the original English version: #FEMSmicroBlog: Searching for the missing parent of the lager yeast in Europe***
Saccharomyces cerevisiae a Saccharomyces eubayanus – předci pivovarské kvasinky
Středověcí mniši vařící ležáky v německém Bavorsku určitě netušili, že i po 500 letech budeme obdivovat jejich kvasný produkt. Nejenže ležáky jsou celosvětově nejprodávanější druh piva, ale spodní kvašení z Bavorska dalo také vzniknout kvasinkovému kříženci.
Po tisíce let až do dneška byla kvasinka S. cerevisiae používána pro produkci piva typu ale. Avšak v 15. a 16. století bylo skrze zákony omezeno vaření piva na chladnější zimní měsíce (roku 1516 byl vydán například slavný bavorský zákon Reinheitsgebot), to podpořilo rozvoj spodně kvašených piv.
Vědci se shodují, že v tehdejších pivovarech se Saccharomyces cerevisiae křížila s jinou kvasinkou a to dalo vzniknout kříženci Saccharomyces pastorianus. Tento potomek byl odolnější k nižším teplotám a hodil se pro kvašení ležáků. Vědci se několik let snažili identifikovat druhého předka Saccharomyces pastorianus.
V roce 2011 byla kvasinka Saccharomyces eubayanus izolována v Andách v jihoamerické Patagonii a zdála se být předkem Saccharomyces pastorianus. V následujících letech byly další izoláty získány v Číně, Tibetu, na Novém Zélandu a v Severní Americe.
Saccharomyces pastorianus však nejspíše pocházela z bavorských pivovarů. A tak vyvstávala otázka: Proč ještě nikdo nenalezl Saccharomyces eubayanus v Evropě?
Kvasinka Saccharomyces pastorianus vznikla jako kříženec v 15. století v Německu a proto obě její rodičovské linie musely být v té době v Evropě.’’ John Morrissey, šéfredaktor, FEMS Yeast Research
Práce “Identification of European isolates of the lager yeast parent Saccharomyces eubayanus” (“Identifikace evropských izolátů předka pivovarské kvasinky Saccharomyces eubayanus”) publikovaná v časopise FEMS Yeast Research popisuje izolaci dvou kmenů kvasinky Saccharomyces eubayanus v Dublinu v Irsku. Je zajímavé, že práce původně vznikla jako část pregraduální práce studentů na University College Dublin. Studenti kvasinky objevili v rámci každoročního “lovu kvasinek” v lesnaté části univerzitního kampusu.
Irská Saccharomyces eubayanus není nejbližší příbuznou předka kvasinky spodního kvašení
Podle předpokladů rostou izoláty S. eubayanus při nižších teplotách. Objev nových kmenů však otevřel další otázky. Například S. pastorianus je schopná transportovat do buňky glukosu, maltosu a maltotriosu a disponuje speciálními transportními proteiny pro každý tento cukr. A protože S. cerevisiae nedisponuje funkčním genem pro maltotriosový transportní protein, bylo jasné, že tento gen pochází ze S. eubayanus. Ale není tomu tak, S. eubayanus nemá žádný gen pro transport maltotriosy.
Navíc studie ukazuje, že izoláty z Irska rostou špatně na maltose. Tyto dva fakty potvrzují, že je nepravděpodobné, že irské izoláty jsou přímými předky současné kvasinky využívané pro kvašení ležáků.
Studie také analyzuje evoluční vztahy izolátů S. eubayanus. Podle dosavadních poznatků lze skupinu S. eubayanus rozdělit do několika linií. Nejvíce linií se vyskytuje v Jižní Americe.
Irské izoláty patří do Holarktické linie, která obsahuje izoláty z Asie a Severní Ameriky – ale ne z Patagonie. Analýzou části genomu S. pastorianus (která pochází ze S. eubayanus) se zjistilo, že předek současné kvasinky spodního kvašení pochází také z Holarktické linie.
Je zajímavé, že ačkoliv izoláty z Tibetu a z Irska pocházejí ze stejné linie, tibetské izoláty jsou podobné více kvasince S. pastorianus. To opět naznačuje, že izoláty z Irska nejsou přímí předci současné “ležákové” kvasinky. Ikdyž se podařilo prokázat přítomnost evropské populace S. eubayanus, je otázkou, zda přímý předek v Evropě již nevymizel.
I přes všechny skělé pokroky na molekulární, buněčné a evoluční úrovni, naše porozumění kvasinkové ekologii je stále elementární.’’ José Paulo Sampaio, autor “Saccharomyces eubayanus – a tale of endless mysteries“
Dalším vysvětlením nejasností v příbuznosti kvasinek by mohlo být více událostí, při kterých došlo ke křížení. A nebo mohlo v původním organismu Saccharomyces pastorianus dojít k více adaptivním mutacím. Zatímco některé záhady spojené se Saccharomyces eubayanus stále čekají na své vysvětlení, nově publikovaná studie nás posunula blíže k pochopení počátků procesu spodního kvašení ležáckých piv.
- Vědecký článek je k přečtení zde “Identification of European isolates of the lager yeast parent Saccharomyces eubayanus” publikováno ve FEMS Yeast Research, Bergin et al. (2022)
- Komentář ke studii vyšel jako “Saccharomyces eubayanus – a tale of endless mysteries” vw FEMS Yeast Research, José Paulo Sampaio (2022)
–
Translated into Czech by Vojtech Tláskal from the FEMS Volunteer Translation Team
–
About the author of this blog
Dr Sarah Wettstadt is a microbiologist-turned science writer and communicator writing for professional associations and life science organisations. She publishes the blog BacterialWorld to share the beauty of microbes and bacteria, is a content writer for QIAGEN and blog commissioner for the #FEMSmicroBlog. Her overall vision is to empower through learning, which is why she founded SciComm Society to coach scientists in science communication. To spark interest in science at a younger age, Sarah coordinates workshops in schools for Native Scientist in Alicante. Previous to her science communication career, she did a PhD at Imperial College London, UK, and a postdoc at the CSIC in Granada, Spain. In her non-science time, Sarah enjoys the sunny beaches in Spain playing beach volleyball or travels the world.
About this blog section
The section #FascinatingMicrobes for the #FEMSmicroBlog explains the science behind a paper and highlights the significance and broader context of a recent finding. One of the main goals is to share the fascinating spectrum of microbes across all fields of microbiology.
| Do you want to be a guest contributor? |
| The #FEMSmicroBlog welcomes external bloggers, writers and SciComm enthusiasts. Get in touch if you want to share your idea for a blog entry with us! |