На протяжении веков пиво варили в открытых горизонтальных чанах. Но в 1970-х годах промышленность перешла на использование больших закрытых емкостей, которые гораздо легче наполнять, опорожнять и чистить, что позволяет производить пиво в больших объемах и снижать затраты. Однако эти современные методы дают пиво более низкого качества из-за того, что вырабатывается недостаточно аромата.

Во время ферментации дрожжи превращают 50 процентов сахара в солоде в этанол, а остальные 50 процентов в углекислый газ. Но есть проблема: углекислый газ создает давление в закрытых сосудах, ослабляя вкус.

Йохан Тевелейн, доктор философии, почетный профессор молекулярной клеточной биологии Католического университета, и его команда впервые разработали технологию идентификации генов, ответственных за коммерчески важные признаки дрожжей. Они применили эту технологию, чтобы идентифицировать ген или гены, отвечающие за вкус пива, путем скрининга большого количества штаммов дрожжей, чтобы определить, какие из них лучше всего сохраняют вкус под давлением. Они сосредоточились на гене бананового привкуса, потому что, по словам Тевелейна, это один из самых важных привкусов, присутствующих в пиве, а также в других алкогольных напитках.

"К нашему удивлению, мы идентифицировали единственную мутацию в гене MDS3, которая кодирует регулятор, по-видимому, участвующий в производстве изоамилацетата, источника бананового вкуса, который отвечает за большую часть толерантности к давлению у этого конкретного штамма дрожжей", — говорит исследователь.

Затем Тевелейн и его коллеги использовали CRISPR/Cas9, революционную технологию редактирования генов, чтобы создать эту мутацию в других пивоваренных штаммах, которые аналогичным образом улучшили их устойчивость к давлению углекислого газа, обеспечив полный вкус. "Это продемонстрировало научную значимость наших открытий и их коммерческий потенциал, — объясняет Тевелейн. — Эта мутация является первым шагом к пониманию механизма, с помощью которого высокое давление углекислого газа может поставить под угрозу вкус пива".

По мнению ученого, белок MDS3, вероятно, является компонентом важного регуляторного пути, который может играть роль в ингибировании производства бананового аромата углекислым газом. Как именно это происходит пока неясно.

С помощью технологии CRISPR/Cas9 исследователи также успешно идентифицировали генетические элементы, важные для производства розового аромата дрожжами в алкогольных напитках, а также другие коммерчески важные признаки, такие как производство глицерина и термоустойчивость.

Исследование опубликовано в Applied and Environmental Microbiology, журнале Американского общества микробиологии.