Un composé aromatique appelé acétate de phényléthyle confère une touche de rose ou de miel partout où il se trouve - une touche de parfum, une gorgée de vin, une limace de bière. Des microbiologistes belges ont utilisé la cartographie génétique pour identifier, pour la première fois, des gènes de levure spécifiques qui produisent des niveaux plus élevés de cet arôme dans les boissons alcoolisées. La nouvelle découverte rejoint d'autres travaux récents reliant les gènes aux saveurs des vins et des bières, et peut être utilisé pour faire pousser des levures qui produisent de nouvelles saveurs.

« Dans certains vins, vous pouvez sentir la saveur de la rose au-dessus de toutes les autres, " explique le microbiologiste Johan Thevelein du Centre de microbiologie du VIB, un institut des sciences de la vie en Flandre. "Mais pourquoi certaines souches de levures fabriquent plus de ce composé que d'autres souches, il n'y avait aucune connaissance. » Thevelein a dirigé l'étude avec Maria R. Foulquié-Moreno, aussi au VIB. Leurs conclusions sont publiées cette semaine dans mBio .

La levure joue un rôle essentiel dans la formation de la saveur d'une bière :pendant la fermentation, il ajoute des saveurs et de la carbonatation. Dans le vin, la plupart de la saveur vient des raisins eux-mêmes, le métabolisme de la levure peut altérer ces saveurs, l'ajout d'arômes secondaires. La levure apporte également ses propres saveurs.

Les chercheurs ont utilisé une analyse génomique à haut débit pour étudier les gènes d'une souche hybride de Saccharomyces cerevisiae, ou levure de bière, dérivé de deux souches parentales. Dans l'hybride, ils ont identifié quatre loci de traits quantitatifs (QTL) - des bandes d'ADN qui contiennent plusieurs gènes mais un seul gène causal - qui étaient liés à une production plus élevée d'acétate de phényléthyle. Une enquête plus poussée a montré que les allèles de deux gènes, TOR1 et FAS2, étaient responsables de la production la plus élevée du composé aromatique. (FAS2 code pour une enzyme impliquée dans la fabrication des acides gras, et TOR1 aide à réguler l'azote.)

Ils ont utilisé CRISPR/Cas9 pour échanger ces allèles entre les souches parentales et ont observé que la production d'acétate de phényléthyle augmentait de manière significative.

L'amélioration des souches de levure industrielle pour des saveurs désirables a été un défi dans le passé, dit Thevelein. Les biologistes peuvent croiser des souches pour sélectionner certains gènes, donc certaines saveurs, mais le processus prend du temps, cher, et peut provoquer d'autres changements indésirables dans la levure.

"Vous devez faire deux choses, " dit Thevelein. " L'une consiste à améliorer le caractère de levure que vous souhaitez améliorer. Deuxièmement, ne rien changer d'autre dans la levure. En pratique, ce dernier s'avère beaucoup plus difficile que le premier. » Une levure croisée peut fonctionner en laboratoire, mais pas dans la brasserie. « Si la fermentation est mauvaise, tu dois jeter toute la bière, " dit Thevelein.

CRISPR/Cas9 offre un moyen plus efficace de concevoir avec précision les caractères souhaitables chez les levures sans affecter les autres caractères, il dit. Dans les années récentes, les microbiologistes ont connecté des gènes spécifiques à un éventail de saveurs, dont le nérolidol (un parfum boisé), l'acétate d'éthyle (une odeur sucrée, comme dans le vernis à ongles), et des arômes de soufre. Dans leur travail au VIB, Thevelein et Foulquié-Moreno ont également identifié des gènes responsables des saveurs de banane et de beurre.

CRISPR/Cas9 peut ajouter des gènes désirables et échanger les indésirables, généralement sans le temps, frais, et les effets secondaires indésirables des souches de croisement. "Avec CRISPR, nous ne laissons jamais de cicatrice, " dit Foulquié-Moreno. Parce que les souches de levure modifiées ont des allèles qui ont été échangés avec d'autres levures, elles doivent être indiscernables des souches produites par croisement ou par mutagénèse et sélection, elle dit.

Les chercheurs se sont associés à une brasserie pour évaluer leurs souches expérimentales avec plusieurs lots de bière, dans l'espoir de franchir l'obstacle le plus élevé de tous :le test du goût.