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Descubriendo el origen de la levadura Lager:Implicancias y oportunidades para la industria
cervecera nacional
Laboratorio de Microbiologia Aplicada yBiotecnologíaInstituto de Investigaciones en Biodiversidad yMedioambiente (INIBIOMA), CONICET-UNComahue, Bariloche, Argentina.
Diego Libkind
Origen de la cerveza Lager Levadura Lager
Estructura charla
Descubrimiento de S. eubayanus
Mapa genómico de levaduras cerveceras
Biogeografía y genética poblacional
Propiedades de fermentación
Comentarios finales
Aislamiento de cepa LAGER pura y distribución en
principales cervecerías.
Origen del proceso Lager, Cerveza Lager, y levadura Lager
Inicio producción
cerveza Lager.
~1500
S. cerevisiae+S. uvarum?+S. kudriavzevii?
1883
?Saccharomycesadaptada al Frio
Proto-LagerLevadura
Levadura LagerS. pastorianus
DOMESTICATION
Proceso evolutivo influenciadopor los humanos para satisfacer
sus necesidades.
Levadura Híbrida (Allopoliploide)
Saccharomyces salvajes?, donde están?
Corteza y suelo de Robles
Jose Paulo Sampaio
(Portugal)
?¿Saccharomyces psicrófilas en
Hemisferio sur?
S. cerevisiaeS. kudriavzevii
S. paradoxus
S. cerevisiaeS. kudriavzevii
S. paradoxus
S. uvarum S. uvarum
Cyttaria hariotii
-Hongo parásito exclusivo, exclusivo de Nothofagus.-Estroma rico en azúcares, 10% azúcares simples.-Fermentación espontánea (levaduras).-Usado por aborígenes nativos para producir bebida alcóholica (chicha).
Cyttaria espinosae
Sustrato de 3 especies de Nothofagus :- Hongo Cyttaria (Llao-llao)- Corteza- Suelo
Buscando Saccharomyces en Patagonia
Resultados de la búsqueda en hemisferio sur
Corteza, suelo y Cyttariaen Nothofagus
S. uvarumS. bayanus? S. uvarum
Jose Paulo Sampaio
(Portugal)
S. cerevisiaeS. kudriavzevii
S. paradoxus
S. cerevisiaeS. kudriavzevii
S. paradoxus
S. uvarum S. uvarum
S. eubayanus
S. pastorianusLevadura Lager W34/70
S. eubayanus es el progenitor faltante de la levadura Lager
Secuencia genómica usando Next Generation Sequencing Technology(Illumina GAII, 36bp single-paired end, 13x cobertura).
…ATGCCTGATTTCTTTAATTGGGCCTAATCATC…
…ATGCCTGATGTCTTTAATTGTGCCTATTCATC…
…AGGGCCTTGATATGTGATTGTGTTTATTCATC…
99,5 % homology
Descubriendo el progenitor faltante de la levadura Lager
Es S. eubayanus el progenitor faltante?
S. eubayanus
Genoma no S. cerevisiae
S. cerevisiae
Dr. Chris HittingerUniversidad de Wisconsin
Madison, EEUU
DOMESTICATION
Levadura Lager: un caso único de microbio domesticado
Levadura Lager
Proto-lager
Especie Parental
Dom
estic
ació
n
Estudios de genómicacomparativa permitirán ladetección de cambios genéticosespecíficos relacionados con laadaptación al ambientecervecero.
Desarrollo de cepasLagerAle
Metabolismo del Sulfito
Metabolismo de la maltosa
Evidencias de domesticación
Isomaltosa (gen IMA1): relacionada con elcorte de la maltosa.
Duplicación e inserción de genes de S.cerevisiae en porciones de ADN de S.eubayanus.
Transportadores de sulfato (genes SUL1 ySUL2): relacionados con el ingreso del sulfato,precursor del sulfito, en el interior de la célula.
Inactivación del gen SUL1 (menos eficiente), ysolo queda SUL2 (más eficiente).
Fermentación de la maltosa
mejorada
Mayor producción de
SulfitosTransportador:
S. uvarum
S. eubayanus
LAGER
//
/
S. cerevisiae ALE/
?
/ S. bayanus (Suva + Seub + Scer)
S. pastorianus (Seub + Scer)
Especies Biológicas
Cepas híbridas
RESULTADOS: Definiciones taxonómicas
Ale Lager
S. cerevisiae
S. uvarumS. eubayanus
S. pastorianus
S. bayanus
Mapa genómico de las cepas cerveceras y especies relacionadas
BelgianGrupo 1 (Saaz)
Grupo 2 (Frobergh)
(Dunn & Sherlock, 2008)
CBS 380T NBRC 1948(Libkind et al., 2011)
S. kudriavzevii
Algunas cepas Ale Belgas?
(Gonzalez et al., 2008; unpublished)
?
Cepas ALE
¿Especiegenéticamente
diversa?
Pata
goni
aPa
tago
nia
-Lag
er
LAGERS(ambos grupos)
S. eubayanus
Biogeografía y genómica poblacional
Cepa tipo
S. eubayanus presenta altadiversidad genética (~1%), y una gran abundancia en Patagonialo que sugiere que es unaespecie establecida en la regiónhace mucho tiempo.
La/s hibridización/es ocurrieron conun pool genético muy pequeño de S.eubayanus, lo cual apoya la hipótesisde la migración. Población específicaaun no detectada.
10-15 Kb SNPs
1eras Jornadas de Ciencia y Tecnología Cervecera23-25 noviembres 2013
BARILOCHE, PATAGONIA, ARGENTINA
Comentarios Finales y conclusiones
- S. eubayanus es el ancestro de la levadura Lager (S. pastorianus).
- S. bayanus representa cepas híbridas entre Seub, Suva y Scer.
- El análisis de aislamientos adicionales de S. eubayanus muestranalta abundancia y gran diversidad genética.
- Las porciones S. eubayanus de los grupos de levaduras Lager sonprácticamente idénticas sugeriendo que el ancestro original provienede una misma población, que aún no ha sido detectada.
- A pesar de las limitadas capacidades fermentativas de S. eubayanuscuando comparada con las cepas Lager, es posible que a través dedomesticación en el laboratorio, hibridización, etc. se puedangenerar cepas interesantes para la industria.
(AUN SI SE ENCUENTRA EN OTRO LADO: LA PRIMERA FUE ARGENTINA)
Agradecimientos
-Hittinger, C. et al. Wisconsin University
- Fuentes de financiación: UNComahue (Argentina), CONICET(Argentina), ANPCyT (Argentina), Fundacao da Ciencia e Tecnología(Portugal), NIH (USA).
-Sampaio, J.P. et al. Lisbon University
Email: diego.libkind@gmail.com / libkindfd@comahue-conicet.gov.ar
Y A USTEDES POR SU ATENCIÓN!!
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