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Saccharomyces cerevisiae y la mosca de la fruta

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Es tan simple como que, las cervezas Ale saben bien. En un estudio en Cell Reports por Christiaens y sus compañeros de trabajo descubrieron que, puedes agradecer a la mosca de la fruta algunos de los deliciosos sabores que desprende la cerveza, sobretodo las Ale.

No, no pienses que las moscas de la fruta están en tu cerveza. Sin embargo, han forzado la evolución de nuestra bestia favorita, Saccharomyces cerevisiae, en un camino hacia la fabricación de compuestos aromáticos que hacen que la cerveza sea tan rica en aromas.

Como podrás imaginar, la levadura no puede moverse por sí misma y, por lo tanto, confiaron esta habilidad a los insectos para trasladarse de un lado a otro y propagarse. Para que esto suceda, necesitan atraer insectos. Las plantas resolvieron esto desarrollando flores coloridas y néctar dulce. Y la forma en que la levadura Ale lo consiguió fue generando aromas que las moscas de la fruta encontraran irresistibles.

Los investigadores de este estudio tropezaron con esta posibilidad hace unos quince años. En ese entonces el P.I. era un estudiante graduado que dejó sus frascos de levadura en la encimera durante el fin de semana. Durante ese mismo fin de semana, las moscas de la fruta escaparon de un laboratorio vecino con Drosophila e invadieron el laboratorio de levadura.

Los investigadores de la levadura encontraron las moscas de la fruta pululando alrededor de un conjunto de matraces e ignorando algunos otros. Una mirada rápida a los matraces mostró que las moscas de la fruta estaban ignorando las cepas de levadura en las que se anuló el gen ATF1 (de sus siglas en inglés Activating Transcription Factor 1).

El gen ATF1 codifica la alcohol acetiltransferasa responsable de producir la mayoría de los ésteres de acetato con sabor a fruta de la levadura. Por lo tanto, tiene perfecto sentido que las moscas de la fruta ignoren las cepas de ATF1 eliminadas porque ya no tienen aromas frutales. Para confirmar esta hipótesis, los autores realizaron un experimento divertido y controlado.

En este experimento, los autores establecieron un habitáculo donde podrían usar cámaras para rastrear el movimiento de la mosca de la fruta. Una esquina del espacio tenía los olores de una cepa de levadura de tipo salvaje y otra esquina tenía olores de la misma cepa a la que habían eliminado el gen ATF1. Como puede ver en el vídeo aquí, la mosca de la fruta se agrupa en la esquina con las variedades salvajes. Las moscas de la fruta definitivamente prefieren la levadura que puede hacer especies con aromas de ésteres de acetato.

Christiaens y sus compañeros de trabajo dieron un paso más al ver el efecto que estos químicos tenían en las neuronas de Drosophila. Utilizaron una cepa de mosca de la fruta que contenía un marcador de respuesta neuronal, para que los investigadores pudieran “ver” cómo las moscas estaban reaccionando a los olores de levadura mutante atf1 y de tipo salvaje. Como se esperaba de los experimentos previos, las neuronas sensoriales olfativas respondieron de manera diferente a cada olor.

Para confirmar que los ésteres eran responsables de este hecho, los autores observaron el efecto de volver a agregar ésteres a los medios en los que crecía la levadura mutante atf1. Descubrieron que a medida que se agregaban más ésteres, el patrón de actividad de las neuronas de Drosophila se desplazaba hacia el observado con la levadura de tipo salvaje.

Por lo tanto la mosca de la fruta es la responsable de que la levadura que huela bien. La siguiente pregunta que hicieron los investigadores fue si esto tenía algún efecto sobre la dispersión de la levadura, y definitivamente sí.

Saccharomyces cerevisiae

Para probar esto, etiquetaron levadura mutante atf1 y la de tipo salvaje con dos marcadores fluorescentes diferentes, por lo que las cepas se podían distinguir entre sí. Luego divisaron cada variedad opuesta entre sí en una placa de levadura especialmente diseñada y dejaron que una mosca de la fruta recorriera el plato. Luego eliminaron la mosca y los puntos originales de las células de levadura.

Después de dejar incubar la placa durante 48 horas, para que las células de levadura que se habían movido alrededor de la placa pudieran crecer y convertirse en colonias, lavaron la placa para eliminar las células que habían sido dispersadas por la mosca y usaron citometría de flujo para determinar la cantidad de cada cepa  y descubrieron que la levadura silvestre se transportaba unas cuatro veces más a menudo que la levadura mutada en aft1.

Estos resultados muestran que las moscas de la fruta son más propensas a dispersar la levadura si la levadura produce olores afrutados. Dada la estrecha relación entre las moscas de la fruta y la levadura, y el hecho de que los insectos vectores son muy importantes para la levadura en la naturaleza, es razonable pensar que la levadura puede oler bien para atraer a las moscas de la fruta y así ser transportada a nuevos lugares.

Esta investigación también señala nuevamente la importancia de ampliar los estudios para incluir más de un organismo. Al aumentar la diversidad de organismos en un experimento, podemos aprender mucho más sobre cómo funcionan las cosas en el mundo real. Y tal vez incluso aprendamos por qué la levadura evolucionó para darnos una cerveza tan deliciosa.

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