Este documento resume la investigación sobre el origen de la levadura lager. Se descubrió que S. eubayanus, una levadura aislada en Patagonia, es el ancestro faltante de la levadura lager híbrida S. pastorianus. El análisis genómico reveló que S. eubayanus contribuyó con más del 99.5% del genoma de la levadura lager. Además, se encontró una gran diversidad genética de S. eubayanus en Patagonia, sugiriendo que es una especie estable

1. Descubriendo el origen de la levadura Lager:
Implicancias y oportunidades para la industria
cervecera nacional
Diego Libkind
Laboratorio de Microbiologia Aplicada y
Biotecnología
Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y
Medioambiente (INIBIOMA), CONICET-UNComahue,
Bariloche, Argentina.

2. Estructura charla
Origen de la cerveza Lager Levadura Lager
Descubrimiento de S. eubayanus
Mapa genómico de levaduras cerveceras
Biogeografía y genética poblacional
Propiedades de fermentación
Comentarios finales

3. Origen del proceso Lager, Cerveza Lager, y levadura Lager
Aislamiento de
cepa LAGER pura
y distribución en
principales
cervecerías.
Inicio
producción
cerveza Lager.
S. cerevisiae
+S. uvarum?
+S. kudriavzevii?
~1500
1883
DOMESTICATION
Proceso evolutivo influenciado
por los humanos para satisfacer
Proto-Lager
Levadura
?
Saccharomyces
adaptada al Frio
Levadura Lager
S. pastorianus
sus necesidades.
Levadura Híbrida
(Allopoliploide)

4. Saccharomyces salvajes?, donde están?
Jose Paulo
Sampaio
(Portugal)
S. uvarum S. uvarum
S. kudriavzevii
Corteza y suelo de Robles
S. kudriavzevii
S. cerevisiae
S. paradoxus
?
¿Saccharomyces psicrófilas en
Hemisferio sur?
S. cerevisiae
S. paradoxus

5. De Zhang et al., 2010
Saccharomyces en corteza?
Corteza Roble (NZ)
Sexualidad

6. Cyttaria hariotii
Cyttaria espinosae
Buscando Saccharomyces en Patagonia
Sustrato de 3 especies de Nothofagus :
- Hongo Cyttaria (Llao-llao)
- Corteza
- Suelo
-Hongo parásito exclusivo, exclusivo de Nothofagus.
-Estroma rico en azúcares, 10% azúcares simples.
-Fermentación espontánea (levaduras).
-Usado por aborígenes nativos para producir bebida alcóholica (chicha).

7. Bariloche, Patagonia, Argentina
Nothofagus trees

8. Resultados de la búsqueda en hemisferio sur
S. uvarum S. uvarum
S. kudriavzevii
Corteza, suelo y Cyttaria
en Nothofagus
S. kudriavzevii
S. uvarum
S. bayanus? S. uvarum
Jose Paulo
Sampaio
(Portugal)
S. cerevisiae
S. paradoxus
S. cerevisiae
S. paradoxus

9. Descubriendo el progenitor faltante de la levadura Lager
Es S. eubayanus el progenitor faltante?
Secuencia genómica usando Next Generation Sequencing Technology
(Illumina GAII, 36bp single-paired end, 13x cobertura).
S. eubayanus
S. pastorianus
Levadura Lager W34/70
…ATGCCTGATTTCTTTAATTGGGCCTAATCATC…
S. eubayanus
99,5 % homology
…ATGCCTGATGTCTTTAATTGTGCCTATTCATC…
…AGGGCCTTGATATGTGATTGTGTTTATTCATC…
Dr. Chris Hittinger
Universidad de Wisconsin
Genoma no S. cerevisiae
S. cerevisiae
S. eubayanus es el progenitor faltante de la levadura Lager
Madison, EEUU

10. Levadura Lager: un caso único de microbio domesticado
Especie Parental
DOMESTICATION
Proto-lager
Domesticación
Levadura Lager
Estudios de genómica
comparativa permitirán la
detección de cambios genéticos
específicos relacionados con la
adaptación al ambiente
cervecero.
Desarrollo de cepas
Ale Lager

11. Evidencias de domesticación
Metabolismo de la maltosa
Isomaltosa (gen IMA1): relacionada con el
corte de la maltosa.
Duplicación e inserción de genes de S.
cerevisiae en porciones de ADN de S.
eubayanus.
Metabolismo del Sulfito
Transportadores de sulfato (genes SUL1 y
SUL2): relacionados con el ingreso del sulfato,
precursor del sulfito, en el interior de la célula.
Inactivación del gen SUL1 (menos eficiente), y
solo queda SUL2 (más eficiente).
Fermentación
de la maltosa
mejorada
Mayor
producción de
Sulfitos
Transportador:

12. / S. cerevisiae ALE
S. uvarum
S. eubayanus
LAGER
/
/
?
/ S. bayanus (Suva + Seub + Scer)
/
S. pastorianus (Seub + Scer)
Especies Biológicas
Cepas híbridas
RESULTADOS: Definiciones taxonómicas
Ale Lager

13. Mapa genómico de las cepas cerveceras y especies relacionadas
Algunas cepas Ale Belgas?
S. cerevisiae
(Dunn & Sherlock, 2008)
S. pastorianus
S. kudriavzevii
(Gonzalez et al., 2008; unpublished)
S. eubayanus S. uvarum
S. bayanus
Belgian
Grupo 1
(Saaz)
Grupo 2
(Frobergh)
CBS 380T NBRC 1948
(Libkind et al., 2011)
?
Cepas ALE
¿Especie
genéticamente
diversa?

14. Muestreo adicional en Patagonia (Argentina)
Nahuel Huapi
Perito Moreno
Glaciares
Alerces

15. Biogeografía y genómica poblacional
Patagonia - Lager Patagonia
LAGERS
(ambos grupos)
S. eubayanus
S. eubayanus presenta alta
diversidad genética (~1%), y un
a gran abundancia en Patagonia
lo que sugiere que es una
especie establecida en la región
hace mucho tiempo.
Cepa tipo
La/s hibridización/es ocurrieron con
un pool genético muy pequeño de S.
eubayanus, lo cual apoya la hipótesis
de la migración. Población específica
aun no detectada.
10-15 Kb SNPs

16. ¿Es posible hacer cerveza con S. eubayanus?
¿Se puede tomar?
Sabor?

17. 1eras Jornadas de Ciencia y Tecnología Cervecera
23-25 noviembres 2013
BARILOCHE, PATAGONIA, ARGENTINA

18. Comentarios Finales y conclusiones
- S. eubayanus es el ancestro de la levadura Lager (S. pastorianus).
- S. bayanus representa cepas híbridas entre Seub, Suva y Scer.
- El análisis de aislamientos adicionales de S. eubayanus muestran
alta abundancia y gran diversidad genética.
- Las porciones S. eubayanus de los grupos de levaduras Lager son
prácticamente idénticas sugeriendo que el ancestro original proviene
de una misma población, que aún no ha sido detectada.
(AUN SI SE ENCUENTRA EN OTRO LADO:
LA PRIMERA FUE ARGENTINA)
- A pesar de las limitadas capacidades fermentativas de S. eubayanus
cuando comparada con las cepas Lager, es posible que a través de
domesticación en el laboratorio, hibridización, etc. se puedan
generar cepas interesantes para la industria.

19. Agradecimientos
-Hittinger, C. et al. Wisconsin University
-Sampaio, J.P. et al. Lisbon University
- Fuentes de financiación: UNComahue (Argentina), CONICET
(Argentina), ANPCyT (Argentina), Fundacao da Ciencia e Tecnología
(Portugal), NIH (USA).
Y A USTEDES POR SU ATENCIÓN!!
Email: diego.libkind@gmail.com / libkindfd@comahue-conicet.gov.ar

20. 1eras Jornadas de Ciencia y Tecnología Cervecera
BARILOCHE, PATAGONIA, ARGENTINA