Sự đa dạng đáng kinh ngạc của nấm men rượu vang docx

Sự đa dạng đáng
kinh 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 tụ


họp dưới tiêu đề “EVOLUTION
2005 MEETING” để chia sẽ
những kết quả nghiên cứu về
nấm, chuột, nấm men và những
lòai sinh vật khác. Tờ Science,
Vol 309, Issue 5733, 15 July 2005
có 3 bài tổng kết, SHVN xin giới
thiệu cùng bạn đọc.


Kể từ thời các vua Ai Cập cổ đại,
nấm men Saccharomyces
cerevisiae đã giúp nhân lọai làm

bánh mỳ, rượu, bia và các thứ
giải khác có cồn khác. Mãi gần
đây, nó còn trở thành một sinh
vật mô hình cho các nhà sinh học
phân tử và tế bào “mổ xẻ”. Và
bây giờ các nghiên cứu bắt đầu
dò tìm đ
ặc tính đa dạng di truyền
của lòai eukaryote đơn giản này
ngòai thực địa.
Nhà sinh học tiến hóa Jeffrey
Townsend của Đại học
Connecticut, Storrs, và cộng sự
đã nhận diện vài chủng S.
cerevisiae khác nhau từ các khu
rừng và vườn nho ở Ý và Mỹ
khác nhau. Townsend giả
định: việc các chủng khác nhau
được tìm thấy có thể giúp giải
thích sự khác biệt về mùi vị của
các lọai rượu vang lên men tự
nhiên chăng(!?)


Mãi cho tới gần đây các nh
à nghiên
cứu vẫn còn “ngây thơ” cho rằng
bất kỳ chủng nấm men nào tìm th
ấy
ở vườn nho đều "đào tẩu" từ mấy

hầm ủ rượu gần đó, vì trong quá
trình lên men người ta vẫn hay cho
thêm mầm vi sinh vật vào. Tuy
nhiên đến năm 2004, nếp nghĩ này
đã được một số nhà khoa học đặt
thành câu hỏi khi mà Paul
Sniegowski, Đại học Pennsylvania,
Philadelphia khám phá ra chủng S.
cerevisiae ngay dưới vỏ cây sồi và
vùng đất xung quanh của những
cây này, mà theo ước tính khỏang
cách phân bố địa lý của chủng này
xa hơn rất nhiều so với “nơi chôn
nhau cắt rốn” thường thấy của
chúng là trái cây hư thối và vườn
nho. Townsend còn nhấn mạnh
những chủng mà Sniegowski tìm
thấy chính là những quần thể biến
dị của S. cerevisia.

Kết quả của Sniegowski khiến cho
các nhà nghiên c
ứu phải đặt câu hỏi
là có bao nhiêu chủng nấm men
trong tự nhiên và quan hệ giữa
ch
ủng sống ở vỏ cây sồi với chủng
sống trong vườn nho là thế nào,
chủng nào xuất phát từ chủng
nào? Townsend một thành viên c

ủa
phòng thí nghiệm John Taylor ở
Đại học California, Berkeley, và
Erlend Aa một sinh viên Đại học
Tromsø, Norway đã so sánh trình
tự DNA 15 chủng S. cerevisiae lấy
từ các vườn nho ở Ý, chủ yếu là
nho làm rượu vang Chinanti, cùng
với 2 mẫu trong phòng thí nghiệm,
thêm 1 chủng từ nước ép nho làm
cũng làm rượu vang. Họ còn phân
tích thêm những chủng nấm men
do Sniegowski cung cấp được tìm
thấy trên hoặc gần cây sồi.

Aa đã đọc trình tự 4 gene từ tất cả
các chủng nấm men thí nghiệm nói
trên và tìm thấy có 78 sự khác biệt
về base ở các gene này trong tất cả
các chủng. Quá trình t
ổ hợp của các
gene cho thấy nó có thể tạo ra các
dạng kiểu gene có thể phân biệt
được cho từng mẫu. Aa và
Townsend chứng minh rằng nấm
men tìm thấy trên nho không
gi
ống với nấm men phân lập từ
rượu vang ở những hầm ủ rượu.
Quả thực nấm men từ vườn nho

làm rượu vang khắp thế giới bao
gồm nhiều chủng hoang dại và sự
đa dạng sinh học của chúng lớn
hơn những gì mà người ta tưởng.
Như vậy chủng nấm men làm rượu
vang không đại diện một quần thể
các chủng đã được thuần hóa như
đề xuất trước đó, Christian Landry,
Đại học Harvard, Cambridge,
Massachusetts nhấn mạnh. Và hơn
nữa nấm men phân lập ở vườn
nho khá là khác biệt so với nấm
men phân lập từ cây sồi.

Hai mẫu thu được từ đảo Elba, Ý
cũng cho thấy rằng rằng nấm men
tìm thấy trên nho ở những vườn
nho khác nhau trong cùng một khu
vực địa lý cũng có thể mang những
đặc trưng khác biệt. Townsend còn
khám phá ra rằng nấm men ở đảo
Elba có những nét giống với chủng
trên đất liền nhưng cũng chứa
những kiểu gene duy nhất khiến nó
là lòai đặc hữu của đảo. Ông ta
muốn mở rộng nghiên cứu nhằm
xác địch liệu ở những vùng địa lý
khác có còn những quần thể nấm
men khác không và có lẽ như là
một kết quả tất yếu sẽ cho ra rượu

vang khác nhau.

Từ hai trong số bốn gene được
nghiên cứu, Townsend và Aa nhận
thấy sự thay đổi trên các gene này
có thể giúp giải thích tại sao có sự
biến dị chủng lòai từ vườn nho này
đến vườn nho khác. Thứ
nhất, gene SSU1, liên quan đ
ến quá
trình chuyển vận của sulfite – một
chất độc – ra khỏi tế bào. Thứ hai,
một gene mà tòan b
ộ protein của nó
điều hòa họat động SSU1. Khi
gene SSU1 họat động mạnh nghĩa
là nó giúp tế bào nấm men kháng
lại độc tố. Còn gene điều
hòa SSU1 cho thấy nó đóng vai trò
cực kỳ quan trọng trong việc quyết
định đặc tính khác biệt rất lớn từ
chủng này đến chủng khác. Gene
này cho thấy quá trình dịch mã của
nó đã tạo ra những protein khác
nhau không đáng kể và như thế chỉ
định rằng nó đã tiến hóa nhanh
nhất trong 4 gene nghiên
cứu. Townsend cho rằng thực tế
nghề trồng nho có thể giải thích sự
thay đổi nhanh chóng đó. Theo đó,

ở vườn nho, nho được xử lý với
sulfite và những hợp chất chứa
sulfite để trừ khử nấm mốc và các
vi khuẩn có hại khác và thậm chí
nó cũng giết luôn chủng nấm men
trừ những nấm men có họat
tính SSU1 cao. Hơn nữa, trong
nghề làm rượu vang người ta hay
khử trùng bồn ủ bằng cách thêm
sulfite và những hợp chất chứa
sulfite, một lần nữa theo giả định
cũng tiêu khử luôn nấm men ngọai
trừ chủng chịu được hóa chất này.

Townsend còn lưu ý rằng những
quá trình xử lý như thế sẽ giúp
những người làm rượu có thể thu
được nhiều chủng nấm men hữu
dụng. Chính những chủng kháng
tốt và “sống dai” với sulfite và
những hợp chất chứa sulfite sẽ tồn
tại trong hầm ủ chứa những hóa
chất này và tạo ra nhiều cồn hơn.
Townsend đi đến kết luận cho rằng
chủng nấm men làm rượu là những
chủng hoang dại vô tình bị thuần
hóa. Kết luận này đáng đư
ợc một ly
rượu mừng.