Групі біологів з Каліфорнійського університету в Берклі вдалося створити штам пивних дріжджів що це не тільки зброджують, але й забезпечують аромат хмелю.
І яка потреба тут обійтися без хмелю? Сьогодні ми не можемо мислити пиво без характерного аромату цієї рослини з сімейства Cannabaceae (так, так само, як марихуана), але його виробництво представляє проблему.
Відповідно до Чарльз Денбі, Співавтор дослідження, опублікованого цього тижня в журналі Nature Communications, при вирощуванні хмелю використовує багато води: на півлітра крафтового пива може знадобитися 50 пінтів води просто вирощувати хміль. Не кажучи вже про добрива та енергію, необхідні для транспортування врожаю, який тільки зростає цілком конкретні широти. Усі ці витрати можна було б уникнути, використовуючи ці спеціальні дріжджі.
Винахід також може бути дуже корисним для пивоварів. По-перше, тому що хміль дорогий; по-друге, тому що це дозволило б подальша стандартизація виробництваЕфірні олії хмелю, що відповідають за надання пиву його смаку, різко змінюються з року в рік і навіть між різними ділянками. Використання стандартизованих дріжджів дозволить уніфікувати смак пива.
Чесноти редагування генів
Модифіковані штами дріжджів змінювали за допомогою CRISPR-Cas9, простий і недорогий засіб редагування генів, винайдений у власному університеті Берклі. Вчені вставили чотири нові гени плюс промотори, які регулюють їх, у промислові пивні дріжджі. Два гени -ліналоолсинтаза та гераніолсинтаза- кодують ферменти, що виробляють смакові компоненти, загальні для багатьох рослин. У цьому випадку гени походять від м’яти та базиліка відповідно. Гени інших рослин, які також мали ліналоолсинтазу, такі як оливка та полуниця, були не такими простими у використанні.
Хоча сьогодні хміль тісно пов’язаний з виробництвом пива, слід пам’ятати, що протягом століть напій виготовлявся з використанням інших рослин. Поки цього не було виявлено хміль був ідеальною рослиною для ароматизації пива, Приблизно в 11 столітті напій готували з багатьма іншими травами, такими як розмарин, мирт, коріандр або деревій.
Інші два використані гени були дріжджі, і його метою було посилити виробництво молекул-попередників, необхідних для отримання ліналоолу та гераніолу, смакових компонентів хмелю.
Всі ці генетичні компоненти - ген Cas9, чотири гени дріжджів, а також гени та промотори м’яти та базиліка - були введені в дріжджі крихітно кругова плазмідна ДНК. Дріжджові клітини трансформували ген Cas9 у білки Cas9, які розрізали ДНК дріжджів у певних точках. Потім ферменти, що відновлюють дріжджі, зрощуються у чотири гени та їх промотори.
Дослідники використовували програмне забезпечення, розроблене ними для досягнення правильної комбінації ліналоолу та гераніолу, необхідного для імітації характерного смаку пива, що виробляється Пивоварна компанія Сьєрра-Невада. Після виготовлення крафтового пива з використанням генетично модифікованих дріжджів - і використання хмелю лише на початкових стадіях його виробництва, у виробництві сусла, щоб отримати його гіркоту без його аромату - вони попросили групу з 27 працівників компанії спробувати нове пиво в сліпа дегустація. Робітники стверджували, що модифіковане пиво мало навіть більше хмелевого смаку, ніж оригінал.
Перший крок амбіційного проекту
Хоча його перший експеримент був успішним, для цих модифікованих дріжджів залишилось ще багато комерційно життєздатний.
Зараз вчені зосереджені на вивченні комерційні пивні дріжджі. На відміну від дріжджів, що використовуються в дослідницьких лабораторіях, які мають один набір хромосом, пивні дріжджі мають чотири набори хромосом. Це ускладнює всю операцію, оскільки до кожного набору хромосом потрібно додавати чотири гени та їх промотори, інакше штам не є стабільним, і дріжджі поширюються втратити додані гени.
Група також вивчає, як регулювати необхідну кількість ліналоолу та гераніолу, які імітують аромат пива, та виробляти їх у великих кількостях: не варто з пробіркою, Котли на 40 літрів потрібні, якщо ви хочете зробити пиво, комерційно вигідне.