Биотехнологи вывели дрожжи, которые делают полезное пиво
В Нарском институте науки и технологий вывели штамм дрожжей, которые делают крафтовое пиво, обогащенное орнитином, причем для этого не понадобилась генная инженерия. Методика селекции обнародована в Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology.
Орнитин — небелковая аминокислота, участвующая в ряде биологических процессов. Полученная с пищей, она снижает усталость и улучшает качество сна, поддерживает иммунитет и регенерацию тканей, ускоряет заживление ран и улучшает работу печени.
Наделить пивные дрожжи способностью к выработке орнитина не так просто, поскольку соответствующий метаболический путь жестко регулируется. Биотехнологи объединили классическую микробиологическую селекцию с современным молекулярным анализом.
На территории университетского кампуса нашли штамм диких дрожжей Saccharomyces cerevisiae. «Ценные микроорганизмы до сих пор можно обнаружить в естественных локальных средах обитания», — заметил профессор Нисимура Акиро из Университета Ивате, ведущий автор исследования.
В ходе размножения микроорганизмов на их отбор влияли канаванином — токсичным аналогом аргинина, то есть, по сути, спровоцировали химический мутагенез. Эта стратегия, совместимая с традиционной селекцией, позволила получить сотни кандидатов, среди которых один мутант, получивший обозначение ADHorn49, показал внутриклеточное содержание орнитина более чем в девять раз выше, чем у исходного штамма.
Полногеномное секвенирование выявило генетический признак мутации — замену Gly351Asp в гене ARG6, кодирующем ключевой фермент биосинтеза орнитина. Дополнительные эксперименты подтвердили, что внесение этой мутации в промышленные штаммы стабильно улучшает выработку целевой аминокислоты.
Для производителей и потребителей пива важно, что улучшенный штамм сохранил нормальные пивоваренные характеристики. Тесты ферментации показали, что выделение углекислого газа сопоставимо с родительским штаммом, плюс ценная биодобавка — орнитин, концентрация которого в конечном сусле достигла 7,0 мг/л.
При дальнейших несложных доработках методика может применяться для изготовления других ферментированных продуктов и напитков с повышенной пользой, а не только пива.
