尹宁博士编者按:今天刊登的文章,为《知识分子》编译小组成员尹宁博士遗作。尹宁在北京大学完成本科和博士研究,后在以色列理工学院生物系做博士后研究。2017年2月,尹宁在以色列不幸去世,年仅30岁。尹宁生前爱好阅读科幻、科普、传记等,喜欢跑步、游泳。他不仅热爱科学,而且热心科普事业,曾参与“《自然》快速评审:‘基因魔剪’家族添新成员”一文的编辑。
《知识分子》特刊发尹宁生前作品,以纪念这位英年早逝的年轻人。
啤酒是世界上历史最悠久,范围最广的酒精饮料之一。考古学家推测,苏美尔人和巴比伦人早在8000多年前开始种植大麦之后不久,就已经开始酿造啤酒。2016年4月,发表在《美国科学院院刊》(PNAS)的一项考古研究报道,来自中美两国的考古人员在一个出土于西安米家崖遗址、5000年前的陶器中发现了用于酿造啤酒的大麦、黍米等作物的残留物,表明中国人酿造啤酒的历史同样非常悠久。要酿造啤酒,酵母菌是必不可少的。
这种单细胞的真菌可以将大麦等作物中来源于淀粉的糖类发酵为酒精,并且能够产生丰富的代谢产物,包括不同的酯类,给啤酒带来多层次的香味以及口感;另外,酵母菌代谢过程中产生的大量的二氧化碳又为啤酒添加了丰富的泡沫和诱人的视觉效果。根据啤酒的种类不同,发酵啤酒使用的酵母种类也不同。
如今我们喝到的啤酒绝大多数都是拉格啤酒(Lager,又称窖藏啤酒),它是在19世纪德国起源的一种底层发酵(bottom-fermenting)啤酒。基因组学研究揭示啤酒酵母的驯化历程。来自比利时鲁汶大学的凯文·韦斯特里彭与同事搜集了157株工业用酿酒酵母菌株,并对它们进行了全基因组测序。
通过比较这些基因组以及已经发表的酵母菌基因组,包括葡萄酒酵母和面包酵母等,他们构建了这些来源广泛,用途多样的酵母菌的系统发生树。这种描述种系间演化和传播关系的树是进化生物学家常用的一种分析手段,其中终端树杈代表一个酵母菌株,而树杈的长度近似代表了这个菌株与其祖先的差别大小。用基因组学指导酿造更美味的啤酒!
葡萄牙新里斯本大学的进化生物学家学者José Paulo Sampaio等人2016年10月发表在《当代生物学》的研究也阐述了类似的发现在漫长的酿酒历史中,人们无意识地对酵母进行了人工进化选择,才使得今天的我们能够喝到美味的啤酒。这不禁让我们提出一个问题:在生物学早已进入基因组时代的今天,我们是否能够用这些全新的知识指导我们选择出更优的酿酒菌株,酿造出更加美味的啤酒呢?