关于驯化酵母的进化

酵母可能是最早被人类用于烘焙和酿造的驯化生物之一，已有数万年的历史，今天被遗传学家视为“模式”模式生物，因为它与人类的基因相似，而且目前可用的强大工具。然而，随着驯化酵母处于基因组学重大突破的前沿，研究人员开始质疑为实验室实验生产的精选酵母是否会以任何方式影响科学研究的结果。

经过五年的探索，一个由埃德·路易斯领导的科学家团队雷电竞网址诺丁汉大学桑格研究所的首席研究员理查德·德宾(Richard Durbin)目前正在参与1000个基因组计划，他们认为，即使经过几个世纪的驯化，我们为科学、酿造和烘焙而驯化的酵母实际上与仍然生活在野外的它的近亲基本相同。

简而言之，我们的研究完成了两件事。首先，酵母菌株之间的高水平变异需要建立生物信息学工具，该工具可以处理非常相似的基因组内的这种多样性的多次比较。这些工具现在被用于人类的类似研究，包括1000人基因组计划。事实上，酵母表现出如此多的变化，但其基因组的大小不到人类基因组的1/300，这是理查德参与这个项目的主要动机，因为它将为他们提供一个生物信息学工具构建和分析的测试数据集，”路易斯教授说

“第二个发现与酵母本身的进化有关，”路易斯教授继续说。“面包师的酵母，酿酒酵母，是一种'模型'模式生物，因为它易于操作，可用于研究的强大工具，以及它在基本生物过程中与所有生命的相似性。然而，它通过发酵活动与人类有着长期的联系，有人认为酵母被驯化到不再像它最初的野生祖先的程度。

“我们对来自许多地方和来源的35株面包师酵母进行了测序，包括葡萄酒、面包和清酒的制作，野生水果和花卉发酵，以及临床和食品腐败分离物。此外，我们测序了超过35株最接近的野生表亲，悖论酵母(Saccharomyces paradoxus)，它在类似的地方被发现，但从未用于人类发酵活动。”

“我们的发现与面包师酵母是天然的，在进化过程中与它的亲戚非常接近，我们没有驯化酵母，而是利用了具有适当特性的菌株，并将它们转移到世界各地。”

“我们所描述的变异不仅告诉我们这些酵母中正在进行的进化过程，而且为我们提供了序列数据，使我们能够确定什么是好的烘焙菌株而不是酿造菌株，以及什么使菌株成为临床问题
在某些情况下。我们还可以利用这些信息来改善酵母的发酵特性，无论是在糖的利用，乙醇的生产或风味增强方面。例如，作为BBSRC资助的生物能源中心生物燃料项目的一部分，我们将调查菌株及其变异，以改善乙醇生产。我们还可以利用这种变异来确定许多疾病的遗传因素
复杂的特征，其中一些是人类疾病的模型，”他补充道。

理查德·德宾博士说:“我们已经能够利用现代DNA测序的惊人力量，获得这种生物基因变化方式以及它是如何进化的前所未有的图片。”我们开发的用于研究酵母的工具现在正被应用于人类基因组，以帮助识别与疾病有关的遗传变异。”他们的研究结果确定了不同种群和酵母物种之间的差异水平，并发表在《自然》杂志上。
(酵母培养图片由BBSRC提供)