En smakförening som kallas fenyletylacetat ger en antydan av ros eller honung till var som helst - en skvätt parfym, en klunk vin, en snigel öl. Mikrobiologer i Belgien har använt genetisk kartläggning för att identifiera, för första gången, specifika jästgener som producerar högre halter av denna arom i alkoholhaltiga drycker. Det nya fyndet ansluter sig till andra färska arbeten som förbinder gener med smaker i viner och öl, och kan användas för att odla jäst som producerar nya smaker.

"I vissa viner, du kan känna lukten av rosen framför alla andra, "säger mikrobiologen Johan Thevelein vid Center for Microbiology på VIB, ett biovetenskapsinstitut i Flandern. "Men varför vissa jäststammar gör mer av denna förening än andra stammar, det fanns ingen kunskap alls. "Thevelein ledde studien med Maria R. Foulquié-Moreno, även på VIB. Deras resultat publiceras denna vecka i mBio .

Jäst spelar en avgörande roll för att forma smaken av en öl:Under jäsning, det lägger till smaker och kolsyra. I vin, det mesta av smaken kommer från druvorna själva, metabolismen av jästen kan förändra dessa smaker, lägga till sekundära smaker. Jäst bidrar också med sina egna smaker.

Forskarna använde genomisk analys med hög genomströmning för att studera gener i en hybridstam av Saccharomyces cerevisiae, eller bryggerjäst, härrör från två förälderstammar. I hybrid, de identifierade fyra kvantitativa drag loci (QTL) - delar av DNA som innehåller flera gener men bara en orsakande gen - som var kopplade till högre produktion av fenyletylacetat. Ytterligare undersökning visade att alleler av två gener, TOR1 och FAS2, var ansvariga för den högsta produktionen av smakämnet. (FAS2 kodar för ett enzym som är involverat i att göra fettsyror, och TOR1 hjälper till att reglera kväve.)

De använde CRISPR/Cas9 för att byta dessa alleler mellan moderstammarna och observerade att produktionen av fenyletylacetat ökade betydligt.

Att förbättra industriella jäststammar för önskvärda smaker har tidigare varit en utmaning, säger Thevelein. Biologer kan korsa stammar för att välja för vissa gener-så vissa smaker-men processen är tidskrävande, dyr, och kan orsaka andra oönskade förändringar i jästen.

"Du måste göra två saker, "säger Thevelein." Det ena är att förbättra jästegenskapen som du vill förbättra. För det andra är att inte ändra något annat i jästen. I praktiken, det senare visar sig vara mycket svårare än det förra. "En korsavlad jäst kan fungera i labbet, men inte i bryggeriet. "Om jäsningen är dålig, du måste slänga all öl, "Säger Thevelein.

CRISPR/Cas9 erbjuder ett mer effektivt sätt att exakt utforma önskvärda egenskaper i jäst utan att påverka andra egenskaper, han säger. Under de senaste åren har mikrobiologer har kopplat specifika gener till en mängd olika smaker, inklusive nerolidol (en träig doft), etylacetat (en söt lukt, som i nagellack), och svavelsmak. I sitt arbete på VIB, Thevelein och Foulquié-Moreno har också identifierat gener som är ansvariga för banan- och smörliknande smaker.

CRISPR/Cas9 kan lägga till önskvärda gener och byta ut det oönskade, oftast utan tid, bekostnad, och ovälkomna biverkningar av korsningsstammar. "Med CRISPR, vi lämnar aldrig ett ärr, "säger Foulquié-Moreno. Eftersom de konstruerade jäststammarna har alleler som har bytts ut från andra jäst, de bör inte skilja sig från stammar som produceras genom avel eller genom mutagenes och urval, hon säger.

Forskarna har samarbetat med ett bryggeri för att utvärdera sina experimentella stammar med flera partier öl, med förhoppningar om att rensa det högsta hindret av alla:Smakprovet.