Un equipo internacional, en el que participa David Peris, investigador del CSIC en el
Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos, ha logrado abrir la puerta a mejorar
la eficiencia en la fermentación de la cerveza lager. Los científicos, en dos trabajos
coordinados que aparecen publicados en el último número de Science Advances, han
empleado el genoma mitocondrial de diferentes especies, incluidas algunas cepas de
cerveza ale, y lo han introducido en los híbridos de levadura encargados de la producción
de cerveza lager. El resultado es la mejora de crecimiento a temperaturas altas, lo que
además demuestra que el ADN mitocondrial influye en la capacidad de crecimiento a
altas y bajas temperaturas de estos microorganismos.
La producción de cerveza lager, que copa el 90% de la producción mundial de esta
bebida, se lleva a cabo por híbridos interespecíficos entre una cepa de cerveza ale
Saccharomyces cerevisiae y una cepa tolerante a baja temperatura, la Saccharomyces
eubayanus. A diferencia de la cerveza ale, que se fermenta con S. cerevisiae a
temperaturas de entre 15 y 25°C, la lager se fermenta a bajas temperaturas, de entre 12
y 18°C, lo que requiere más tiempo.
Los investigadores han descubierto que manipular el genoma mitocondrial de los
híbridos de lager e introducir el genoma mitocondrial de S. cerevisiae permite fermentar
a altas temperaturas.
“Ahora podemos plantear elevar las temperaturas del proceso, que podría ser más
rápido. Además, se eliminarían los sistemas de refrigeración, lo que aumentaría la
productividad al mismo tiempo que se reducirían los costes. Hemos producido una
patente sobre cómo mejorar las cepas cerveceras en base a estos datos”, explica David
Peris, investigador del CSIC en el IATA.
En colaboración con científicos de la Universidad de Washington y la Universidad de
Wisconsin-Madison, los investigadores observaron primero cómo, al introducir ciertos
genes de S. uvarum (otra especie tolerante a bajas temperaturas) en S. cerevisiae, estos
podían complementar la capacidad de crecer a bajas temperatura. Estos genes de
tolerancia eran de origen mitocondrial, el cual incluye un gen mitocondrial, denominado
COX1, como un factor importante.
En una segunda aproximación, generaron híbridos entre S. cerevisiae y S. uvarum o S.
cerevisiae y S. eubayanus, con genoma mitocondrial de una de las tres especies (S.
cerevisiae, S. uvarum o S. eubayanus). Los híbridos con genoma mitocondrial S.
cerevisiae eran capaces de crecer mejor a altas temperaturas, mientras que con
temperatura baja lo hacían peor o no crecían. Cuando mantenían el genoma
mitocondrial de S. uvarum o S. eubayanus, estos híbridos revertían el perfil de
crecimiento, creciendo mejor a bajas temperaturas y peor a altas.
“Hemos sido capaces de demostrar que uno de los factores genéticos implicados en la
capacidad de crecer a altas y bajas temperaturas se encuentra en el genoma
mitocondrial. Esto nos ha permitido detectar que el gen mitocondrial COX1, que codifica
para una proteína que forma parte de la cadena de transporte electrónico, importante
para el metabolismo respiratorio, tiene una gran influencia en la capacidad de crecer a
altas o bajas temperaturas. Nuestros resultados sirven para abrir nuevas líneas de
investigación transversal para entender cómo otros organismos se adaptan a cambios
en la temperatura terrestre y se diferencian unas especies de otras”, agrega Peris.
Xueying C. Li, David Peris, Chris Todd Hittinger, Elaine A. Sia, Justin C. Fay. Mitochondriaencoded genes contribute to evolution of heat and cold tolerance in yeast. Science
Advances. DOI:10.1126/sciadv.aav1848
EmilyClare P. Baker, David Peris, Ryan V. Moriarty, Xueying C. Li, Justin C. Fay, Chris Todd
Hittinger. Mitochondrial DNA and temperature tolerance in lager yeasts. Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.aav1869