これらの食品はすべて、独特の風味のために微生物に依存しています。 margouillat写真/Shutterstock.com

パン、肉、野菜、ワイン、ビール、フレンチチーズのない休日のテーブルを、より冒険的な味覚を持つ人々のために想像することは困難です。 家族や友人とこれらの珍味を味わうことは、休日をとても楽しくするものの一部です。

これらの食べ物と飲み物は、いくつかの異なる動物、植物、微生物の家畜化によるものです。 植物および動物の家畜化はよく研究されています。 最も重大な変化 最近の人類の歴史の中で。

しかし、科学者は微生物の家畜化についてあまり知らないので、その結果、社会は私たちが一年中楽しんでいる食べ物や飲み物への極めて重要な貢献に感謝していません。

私は真菌を研究する進化生物学者です、家畜化によって私たちに与えられた微生物群 多くのおいしい製品。 私は長い間2つの質問に魅了されてきました。彼らの家畜化につながった遺伝的変化とは何ですか？ そして、私たちの祖先はどのように彼らを飼いならすのかをどのように見つけましたか？

興味がありますか？ 最近の研究はこれらの質問に光を当てたので、カマンベールチーズとビールをつかんで読み続けてください。

この国際的なチーズの品揃えについては、菌類を含む多種多様な微生物に感謝します。 Umomos / Shutterstock.com

ラガーのハイブリッド

家畜化に関する限り、ビール酵母のホーニングに勝つことは困難です。 製パン、醸造、およびワイン製造産業の礎であるビール酵母は、植物の果物や穀物の糖をアルコールに変える驚くべき能力を持っています。 ビール酵母はこの柔軟性をどのように進化させましたか？

科学者は、新しい酵母種を発見し、そのゲノムをシーケンスすることで、醸造に使用される酵母の一部がハイブリッドであることを知っています。 つまり、2つの異なる酵母種の個体の古代交配連合の子孫です。 ハイブリッドは両方の親種に似ている傾向があります– wholpins（クジラ-イルカ）またはligers（ライオン-トラ）について考える.

強大なビール酵母の細胞、製パン、醸造、ワイン製造産業の礎石。 ウィキペディア

たとえば、ラガービール酵母は、2つの密接に関連する種のハイブリッドです。 ビール酵母 サッカロマイセス·セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae） & サッカロミセス・エウバヤヌス. サッカロマイセス·セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae） ブリティッシュエールなどのおいしいビールを生産しますが、気温が高いほど成長します。 対照的に、 サッカロミセス・エウバヤヌス 寒い中で良くなりますが、ビールの風味を汚す化合物を生成します。 ラガーイーストハイブリッドは両方の長所を兼ね備えています。 サッカロマイセス·セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae） 低温での成長、おかげで サッカロミセス・エウバヤヌス。 これにより、これらのハイブリッドは、ラガーが発明されたヨーロッパの寒い冬のビール醸造に最適です。

研究者も発見しました 他の連合からの自然なハイブリッド サッカロミセス 種。 数千年の発酵飲料を作るために人間が使用した酵母のハイブリダイゼーションが標準なのか例外なのかはまだ不明です。

この質問に対処するために、 ウィスコンシン大学の大学院生Quinn Langdon そして別のチームが率いる ベルギーのゲント大学とルーベン大学のポスドク研究員ブリギダ・ガローネ 醸造とワイン製造に関与する数百の酵母のゲノムを調べました。 一番下の行？ ハイブリッドルール。

たとえば、 産業環境から収集された酵母の4分の1、ビールやワインのメーカーを含む、ハイブリッドです。

驚くべきことに、いくつかのハイブリッドはその起源を 3つまたは4つの異なる親種。 なぜこのすべてのハイブリダイゼーション？ ラガーハイブリッドのように、 これらの新たに発見されたハイブリッドは、食べたいものと成長の速さが異なります。 ハイブリダイゼーションの好意によりもたらされるこれらの好みは、人々が醸造でそれらをどのように使用するかだけでなく、結果として生じる醸造物のフレーバープロファイルにも影響します。

ビールのスタイルとフレーバーのこの品揃えは、醸造者の酵母と交配に対する彼らの好意のおかげです。 ブレント・ホファッカー/Shutterstock.com

あなたのチーズの変異体

飼いならされた菌類のゲノムを野生の親relativeと比較することは、科学者が好きな食べ物や飲み物を生み出した遺伝的変化を理解するのに役立ちます。 しかし、私たちの祖先は実際にこれらの野生菌類をどのように家畜化したのでしょうか？ 私たちの誰も、それがすべて始まった方法を目撃するためにそこにいませんでした。 この謎を解くために、科学者たちは野生の菌類を実験して、今日私たちが食べ物を作るために使用している生物に似た生物に進化できるかどうかを調べています。

タフツ大学の微生物学者ベンジャミン・ウルフと彼のチーム ワイルドにすることでこの質問に対処した ペニシリウム 彼の研究室でチーズを含む物質で1か月間サンプルを成形し、成長させます。 それは人々にとっては短い期間のように聞こえるかもしれませんが、菌類の多くの世代にまたがる期間です。

野生の真菌は、カマンベールチーズの製造でチーズ産業で使用される真菌株と非常に密接に関連していますが、外観が大きく異なります。 例えば、野生株は緑色で臭いがあり、白色で無臭の産業用株と比較して、カビが生えています。

ブルーチーズから分離されたペニシリウムカビのコロニー。 白いコロニーは野生のカビの家畜化されたバージョンです。 ベンジャミン・ウルフ, のCC BY-SA

Wolfeにとって、大きな問題は、家畜化のプロセスを実験的に再現できるかどうか、そしてどの程度までできるかということでした。 野生の株は、チーズで1か月成長した後、どのように見え、匂いがしましたか？ 驚くべきことに、彼と彼のチームが発見したのは、実験の終わりに、野生の系統が野生の祖先よりも既知の産業系統にはるかに似ていることでした。 例えば、 それらは色が白く、臭いがずっと少なかった.

菌類は、多くのエネルギーを費やして色素と刺激性化合物を生成し、それらが競争と防御を可能にします。 チーズの食事で快適に、そして捕食者から安全に生活するということは、例えば色素を生産する能力を失うことが実際に有利かもしれないことを意味します。 節約されたエネルギーは、代わりに真菌のコロニーの成長に費やすことができるためです。

しかし、野生株はどのようにして家畜化されたバージョンになったのでしょうか？ 変異しましたか？ 野生の祖先と家畜化された子孫の両方のゲノムをシーケンスし、チーズで成長しながら遺伝子の活性を測定することにより、ウォルフのチームはこれらの変化を見つけました 生物のゲノムの突然変異によっては起こらなかった。 むしろ、彼らはおそらく 特定の遺伝子の活性を変更する化学的変化 しかし、実際には遺伝暗号を変更しないでください。 いわゆるいわゆる エピジェネティックな改変 突然変異よりもはるかに速く発生する可能性があります。 家畜化への道はこれまで考えられていたよりも速いようです。これはおそらく、冒険的なチーズメーカーが新しいフレーバーのために野生の菌類を家畜化する実験を開始することを奨励するでしょう。

このホリデーシーズンにお気に入りの食べ物や飲み物を味わいながら、これらの微細な菌類、それらがどのように強力な力を進化させたのか、それらがなければ私たちの世界がどれほどもっと当たり障りのないものになるのかを考えてみてください。

著者について

Antonis Rokas、生物科学のCornelius Vanderbilt議長および生物科学および生物医学情報学の教授、 バンダービルト大学

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