Sự đa dạng đáng kinh ngạc của nấm men rượu vang

Tham khảo tài liệu sự đa dạng đáng kinh ngạc của nấm men rượu vang, tài liệu phổ thông, sinh học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sự đa dạng đáng kinh ngạc của nấm men rượu vang Sự đa dạng đángkinh ngạc của nấm men rượu vang Tại Fairbanks, Alaska, từ 10 đến 14 tháng Sáu vừa qua, các nhà sinh học tiến hóa, tự nhiên học và hệ thống học đã tụhọp dưới tiêu đề “EVOLUTION2005 MEETING” để chia sẽnhững kết quả nghiên cứu vềnấm, chuột, nấm men và nhữnglòai sinh vật khác. Tờ Science,Vol 309, Issue 5733, 15 July 2005có 3 bài tổng kết, SHVN xin giớithiệu cùng bạn đọc.Kể từ thời các vua Ai Cập cổ đại,nấm men Saccharomycescerevisiae đã giúp nhân lọai làmbánh mỳ, rượu, bia và các thứgiải khác có cồn khác. Mãi gầnđây, nó còn trở thành một sinhvật mô hình cho các nhà sinh họcphân tử và tế bào “mổ xẻ”. Vàbây giờ các nghiên cứu bắt đầudò tìm đặc tính đa dạng di truyềncủa lòai eukaryote đơn giản nàyngòai thực địa.Nhà sinh học tiến hóa JeffreyTownsend của Đại họcConnecticut, Storrs, và cộng sựđã nhận diện vài chủng S.cerevisiae khác nhau từ các khurừng và vườn nho ở Ý và Mỹkhác nhau. Townsend giảđịnh: việc các chủng khác nhauđược tìm thấy có thể giúp giảithích sự khác biệt về mùi vị củacác lọai rượu vang lên men tựnhiên chăng(!?)Mãi cho tới gần đây các nhà nghiêncứu vẫn còn “ngây thơ” cho rằngbất kỳ chủng nấm men nào tìm thấyở vườn nho đều đào tẩu từ mấyhầm ủ rượu gần đó, vì trong quátrình lên men người ta vẫn hay chothêm mầm vi sinh vật vào. Tuynhiên đến năm 2004, nếp nghĩ nàyđã được một số nhà khoa học đặtthành câu hỏi khi mà PaulSniegowski, Đại học Pennsylvania,Philadelphia khám phá ra chủng S.cerevisiae ngay dưới vỏ cây sồi vàvùng đất xung quanh của nhữngcây này, mà theo ước tính khỏangcách phân bố địa lý của chủng nàyxa hơn rất nhiều so với “nơi chônnhau cắt rốn” thường thấy củachúng là trái cây hư thối và vườnnho. Townsend còn nhấn mạnhnhững chủng mà Sniegowski tìmthấy chính là những quần thể biếndị của S. cerevisia.Kết quả của Sniegowski khiến chocác nhà nghiên cứu phải đặt câu hỏilà có bao nhiêu chủng nấm mentrong tự nhiên và quan hệ giữachủng sống ở vỏ cây sồi với chủngsống trong vườn nho là thế nào,chủng nào xuất phát từ chủngnào? Townsend một thành viên củaphòng thí nghiệm John Taylor ởĐại học California, Berkeley, vàErlend Aa một sinh viên Đại họcTromsø, Norway đã so sánh trìnhtự DNA 15 chủng S. cerevisiae lấytừ các vườn nho ở Ý, chủ yếu lànho làm rượu vang Chinanti, cùngvới 2 mẫu trong phòng thí nghiệm,thêm 1 chủng từ nước ép nho làmcũng làm rượu vang. Họ còn phântích thêm những chủng nấm mendo Sniegowski cung cấp được tìmthấy trên hoặc gần cây sồi.Aa đã đọc trình tự 4 gene từ tất cảcác chủng nấm men thí nghiệm nóitrên và tìm thấy có 78 sự khác biệtvề base ở các gene này trong tất cảcác chủng. Quá trình tổ hợp của cácgene cho thấy nó có thể tạo ra cácdạng kiểu gene có thể phân biệtđược cho từng mẫu. Aa vàTownsend chứng minh rằng nấmmen tìm thấy trên nho khônggiống với nấm men phân lập từrượu vang ở những hầm ủ rượu.Quả thực nấm men từ vườn nholàm rượu vang khắp thế giới baogồm nhiều chủng hoang dại và sựđa dạng sinh học của chúng lớnhơn những gì mà người ta tưởng.Như vậy chủng nấm men làm rượuvang không đại diện một quần thểcác chủng đã được thuần hóa nhưđề xuất trước đó, Christian Landry,Đại học Harvard, Cambridge,Massachusetts nhấn mạnh. Và hơnnữa nấm men phân lập ở vườnnho khá là khác biệt so với nấmmen phân lập từ cây sồi.Hai mẫu thu được từ đảo Elba, Ýcũng cho thấy rằng rằng nấm mentìm thấy trên nho ở những vườnnho khác nhau trong cùng một khuvực địa lý cũng có thể mang nhữngđặc trưng khác biệt. Townsend cònkhám phá ra rằng nấm men ở đảoElba có những nét giống với chủngtrên đất liền nhưng cũng chứanhững kiểu gene duy nhất khiến nólà lòai đặc hữu của đảo. Ông tamuốn mở rộng nghiên cứu nhằmxác địch liệu ở những vùng địa lýkhác có còn những quần thể nấmmen khác không và có lẽ như làmột kết quả tất yếu sẽ cho ra rượuvang khác nhau.Từ hai trong số bốn gene đượcnghiên cứu, Townsend và Aa nhậnthấy sự thay đổi trên các gene nàycó thể giúp giải thích tại sao có sựbiến dị chủng lòai từ vườn nho nàyđến vườn nho khác. Thứnhất, gene SSU1, liên quan đến quátrình chuyển vận của sulfite – mộtchất độc – ra khỏi tế bào. Thứ hai,một gene mà tòan bộ protein của nóđiều hòa họat động SSU1. Khigene SSU1 họat động mạnh nghĩalà nó giúp tế bào nấm men khánglại độc tố. Còn gene điềuhòa SSU1 cho thấy nó đóng vai tròcực kỳ quan trọng trong việc quyếtđịnh đặc tính khác biệt rất lớn từchủng này đến chủng khác. Genenày cho thấy quá trình dịch mã củanó đã tạo ra những protein khácnhau không đáng kể và như thế chỉđịnh rằng nó đã tiến hóa nhanhnhất trong 4 gene nghiêncứu. Townsend cho rằng thực tếnghề trồng nho có thể giải thích sựthay đổi nhanh chóng đó. Theo đó,ở vườn nho, nho được xử lý vớisulfite và những hợp chất chứasulfite để trừ khử nấm mốc và cácvi khuẩn có hại khác và thậm chínó cũng giết luôn chủng nấm mentrừ những nấm men có họattính SSU1 cao. Hơn nữa, trongnghề làm rượu vang người ta haykhử trùng bồn ủ bằng cách thêmsulfite và những hợp chất chứasulfite, một lần nữa theo giả địnhcũng tiêu khử luôn nấm men ngọaitrừ chủng chịu được hóa chất này.Townsend còn lưu ý rằng nhữngquá trình xử lý như thế sẽ giúpnhững người làm rượu có thể thuđược nhiều chủng nấm men hữudụng. Chính những chủng khángtốt và “sống dai” với sulfite vànhững hợp chất chứa sulfite sẽ tồntại trong hầm ủ chứa những hóachất này và tạo ra nhiều cồn hơn.Townsend đi đến kết luận cho rằngchủng nấm men làm rượu là nhữngchủng hoang dại vô tình bị thuầnhóa. Kết luận này đáng được một lyrượu mừng. ...