Research press release

【進化学】酵母がビールをつくる

Nature Ecology & Evolution

Evolution: The yeast makes the beer

違う種類の酵母の交雑によって、醸造環境への適応と異なるビールスタイルの出現が促進されたと報告する2編の論文が掲載される。

人類は、数千年前からサッカロミケス(Saccharomyces)属の酵母を使って、ビールやワインなどさまざまな発酵製品を製造してきており、培養化の過程でそれぞれの製造環境に適応した酵母種を多数作り出してきた。こうした酵母は、異なる種の親から固有の特性を組み合わせてできた雑種である。

今回、Kevin Verstrepenたちは、醸造などの産業活動に用いられている酵母200種類のゲノム塩基配列を解読した。その結果、解析した酵母の4分の1は4種の親の雑種であることが明らかになり、交雑は、醸造工程を改善する形質(低温への耐性や糖の発酵など)を組み合わせるのに役立っていると示唆された。また、現代のラガー酵母は遺伝的多様性が低いことが明らかになり、これは19世紀後半に培養、低温貯蔵され、広まった酵母株がわずかであったことで説明される。しかし、ベルギーの醸造所は、伝統的な醸造法を守り続け、今日に至るまで多種多様な酵母株を用いてビール醸造を行っている。

別の論文では、Chris Hittingerたちが、サッカロミケス属の雑種122種類のゲノムを解析している。そのゲノムから、野生株と産業株が関わる複雑な交雑の歴史が明らかになった。Saccharomyces cerevisiaeが寄与した雑種は、培養化された3つの親系統のS. cerevisiaeから生じたことが分かった。対照的に、それ以外の3つの親系統は、全て野生の系統であった。スタウトビールとヴァイツェンビールの酵母には、起源の多くをラガー酵母と共有するものが複数あることが明らかになった。Verstrepenたちと同様に、Hittingerたちも低温耐性形質の遺伝ルートを明らかにしている。

総合すると、今回の2編の論文は、雑種形成が醸造環境での酵母の適応と多様化をどのように促進したのかを示すとともに、産業に関連する他の雑種酵母を開発する上で有益となる情報をもたらしている。

Hybridization between different types of yeast promoted adaptation to the brewing environment and the emergence of different beer styles, reports a pair of papers published in Nature Ecology & Evolution.

For thousands of years, humans have been using Saccharomyces yeasts to produce a variety of fermented products such as beer and wine. During domestication, humans created many yeast varieties adapted to different industrial environments, which are hybrids that combine unique properties from different parental species.

Kevin Verstrepen and colleagues sequenced 200 yeast genomes used in industrial activities including brewing. They found that a quarter of the yeasts analysed were hybrids of four parental species and suggest that hybridization helped to combine traits that improved the brewing process, such as tolerance to cold and fermentation of sugar. The authors observed lack of genetic diversity in today’s lager yeasts, which can be explained by the cultivation, cold storage and distribution of only a few yeast strains during the late nineteenth century. However, brewers in Belgium have maintained traditional brewing practices, and produce beer with a diverse array of yeast strains to this day.

In a separate study, Chris Hittinger and colleagues analysed genomes of 122 Saccharomyces hybrids. The genomes reveal a complex hybridization history involving wild and industrial strains. The hybrids with Saccharomyces cerevisiae parent lineages could be divided into three domesticated lineages. By contrast, the other three parent lineages were all wild lineages. The authors found that several stout and wheat-beer yeasts share the most ancestry with lager brewing yeasts. Like Verstrepen and colleagues, Hittinger and coauthors identify a route of inheritance of the cold-tolerance trait.

Together, these studies demonstrate how hybridization facilitated adaptation and diversification of yeasts in the brewing environment and provide valuable information for development of other industrially relevant yeast hybrids.

doi: 10.1038/s41559-019-0997-9

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