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야생 효모는 더블린의 토양 샘플에서 발견됐으며 Eubayanus 효모도 유럽 대륙에서 야생으로 발생한다는 것을 처음으로 입증

라거 효모의 유럽 조상 발견
유럽에서 효모 종 Saccharomyces eubayanus 최초 검출

흥미로운 발견:
연구자들이 처음으로 유럽에서 맥주 효모 Saccharomyces eubayanus의 야생 변종을 발견했다. 이 효모 종은 중세 시대에 최초의 하면 발효 라거 효모가 출현한 효모 종이다. 야생 효모는 더블린의 토양 샘플에서 발견됐으며 Eubayanus 효모도 유럽 대륙에서 야생으로 발생한다는 것을 처음으로 입증했다. 이는 중부 유럽에 이 라거 효모의 조상에 대한 숨겨진 대표자가 여전히 있음을 시사한다. 

▲ S. eubayanus 분리주 식별 및 성장. (A) Saccharomyceseubayanus UCD646 및 UCD650은 University College Dublin 캠퍼스의 숲이 우거진 지역의 토양에서 확인됐다. 참나무, 너도밤나무, 체리 월계수 나무가 있는 지역에서 토양 샘플 하나를 분리했다. (B) 분리물을 YPD에 스트리킹하고 표시된 온도에서 6일 동안 배양했다. Sc = S. 세레비시애; Su = S. uvarum(UCD415도 토양에서 분리됨); 및 Se = S. 에우바야누스. CBS 12357은 VTT-C-72902로 얻은 S. eubayanus 유형 균주다. 실내 온도는 약 20°C이다. (출처 : 관련논문 Identification of European isolates of the lager yeast parent Saccharomyces eubayanus / Fems Yeast Research / Oxford Academic}

맥주 양조는 오랜 전통을 가지고 있다. 중동 사람들은 이미 1만3천 년 전에 첫 번째 맥주를 양조하고 있었고 양조장은 5천 년 전에 중국과 이집트에도 존재했다. 효모 Saccharomyces cerevisiae의 야생 변종은 따뜻한 매시를 "상면 발효" 발효시킨다. 그러나 중세에 남부 독일 맥주 양조업자들은 처음으로 새로운 양조 방법을 개발하여 라거, 필스 또는 흑맥주와 같은 새로운 유형의 맥주를 탄생시켰다. 이러한 하면 발효 맥주는 오늘날 판매되는 모든 맥주의 90%를 차지한다.

낮은 온도에서도 설탕을 알코올로 발효시킬 수 있는 새로운 유형의 효모인 Saccharomyces pastorianus는 하면 발효 양조에 매우 중요했다. 이 라거 효모는 일반적인 맥주 효모인 Saccharomyces cerevisiae와 두 번째 야생 효모 종인 Saccharomyces eubayanus를 우연히 교배하여 만들어졌다.
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▲ 맥주는 모두 효모에 달려 있다. 하면 발효 맥주는 두 전구체에서 교차된 일종의 맥주 효모의 출현으로만 가능해졌다. © Artus Plawgo/ 게티 이미지

라거 효모의 조상은 어디에서 왔을까?

이상한 점은 이 라거 효모의 효모가 많은 선조인 Saccharomyces eubayanus가 2011년 파타고니아에서 처음 발견된 이후 중국, 티베트, 뉴질랜드 등 신세계의 다른 지역에서도 발견되었다는 것이다. 그러나 유전적 재구성에 따르면 이 효모 종의 첫 교배는 중부 유럽에서 일어났음에 틀림없다. "따라서 지금까지 Saccharomyces eubayanus의 유럽 분리주가 발견되지 않았다는 것은 놀라운 일이다"고 University College Dublin의 Sean Bergin과 그의 동료들은 말했다.

그러나 이제 상황이 바뀌었습니다. Bergin과 그의 팀은 유럽에서 처음으로 Saccharomyces eubayanus의 야생 대표자를 발견했다. 그들은 프로젝트의 일환으로 효모에 대한 더블린 대학 캠퍼스의 토양 샘플을 조사하는 동안 우연히 이 맥주 효모를 발견했다. 그들이 서로 다른 온도에서 영양 배지에서 발견한 효모를 성장시켰을 때, 대부분의 야생 효모와 달리 서늘한 온도에서만 성장하는 두 개의 분리주가 있었다.

유럽 ​​최초의 Eubayanus 효모 검출

DNA 분석 결과:
이들은 이전에 세계의 다른 지역에서만 알려진 라거 효모의 조상인 Saccharomyces eubayanus의 두 변종이었다. 두 아일랜드 효모의 게놈 서열은 이전에 북미에서 발견된 S. eubayanus의 일부 변종과 유사하지만, 이 양조 효모 종의 티베트 변종과 DNA의 약 40%를 공유한다. 라거 양조 효모인 Saccharomyces pastorianus와의 비교에서도 이 하이브리드 형태의 Eubayanus 부분과 약간의 유사성이 있음을 보여주었다.

▲ 아일랜드 S. eubayanus 격리는 Holarctic clade에 속한다. 색깔이 있는 모양은 이전에 확인된 뚜렷한 개체군을 강조 표시하고, 두 개의 아일랜드(UCD) 분리주는 굵게 강조 표시했다. 명확성을 위해 대부분의 변형 레이블은 생략되었다. 분기 색상은 0(빨간색)에서 100(녹색)까지의 범위에서 지원 값을 나타낸다. (출처: 관련논문 Identification of European isolates of the lager yeast parent Saccharomyces eubayanus / Fems Yeast Research / Oxford Academic}

아일랜드 Eubayanus 효모의 발견은 라거 효모 조상의 야생 대표가 유럽에도 존재하며 아마도 이전에도 존재했음을 증명한다. 게놈 비교는 또한 아일랜드 Eubayanus 변종이 잡종 라거 양조 효모에 대해 찾는 유일한 부모 균주가 될 수 없음을 시사한다. 대신 티베트에서 발견되는 Eubayanus 형태의 가까운 친척을 포함하여 중세 유럽에는 이러한 효모의 다른 변종이 있었음에 틀림없다.

여기 중부 유럽에도 Eubayanus 효모가 있을까?

Bergin과 그의 동료들은 "우리의 유전 데이터는 이전에 알려진 Saccharomyces eubayanus의 어떤 것도 라거 효모의 직접적인 조상이 될 수 없음을 나타낸다"고 말했다. 그들은 라거 양조 효모 Saccharomyces pastorianus가 원래 양조 효모 Saccharomyces cerevisiae와 야생 Eubayanus 변종의 여러 변종을 여러 번 교배하여 생겨난 것으로 의심하고 있다.

이 중세 야생 효모의 후손은 오늘날 중부 유럽에 여전히 존재할 수 있다. 연구원들은 "Saccharomyces pastorianus와 훨씬 더 유사한 균주가 유럽에서 발견될 가능성이 높다"고 추측한다. 이러한 야생 효모는 더 작은 개체군이나 특정 생태계에서만 발생하기 때문에 아직 발견되지 않았을 가능성이 있다.
Bergin과 그의 동료들은 "아마도 우리는 적절한 장소나 적절한 생태학적 틈새를 조사하지 않았을 것"이라고 말했다.
(FEMS 효모 연구, 2022; doi: 10.1093/femsyr/foac053)
출처: University College Dublin, Oxford University Press

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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