Saccharomyces cerevisiae, souvent appelée levure de bière ou levure de boulanger, joue un rôle essentiel dans la vinification, la pâtisserie et le brassage depuis l'Antiquité. Originaire de la peau du raisin, c'est l'un des modèles eucaryotes les plus étudiés. Combien de secrets recèle cette levure ?
Saccharomyces vient de la racine grecque qui signifie « moisissure à sucre » et cerevisiae signifie « bière » en latin.
Les cellules de S. cerevisiae sont généralement rondes ou ovales, de 5 à 10 micromètres de diamètre, et se reproduisent par bourgeonnement. Cette levure peut initier de nombreux processus de fermentation courants et fournit une aide importante dans de nombreuses études biologiques, car de nombreuses protéines clés de la biologie humaine ont été découvertes grâce à l'étude de ses homologues, notamment les protéines du cycle cellulaire, les protéines de signalisation et les enzymes de traitement des protéines, etc. Notamment, S. cerevisiae est la seule levure possédant des corps de Berkeley, des structures cellulaires qui jouent un rôle important dans des voies sécrétoires spécifiques.
Contexte historiqueAu XIXe siècle, les boulangers obtenaient principalement de la levure auprès des brasseurs, ce qui a conduit à l'essor des pains au levain sucré tels que le « Kaisersemmel » impérial. Au fil du temps, les brasseurs sont progressivement passés de l’utilisation de S. cerevisiae (levure de fermentation haute) à S. pastorianus (levure de fermentation basse).
Avec les progrès de la microbiologie réalisés par Louis Pasteur, des méthodes plus avancées pour cultiver des souches pures de bactéries sont devenues possibles.
Au début du 20e siècle, de nouvelles technologies de production ont transformé la production de levure en un processus industriel majeur, simplifiant la distribution, réduisant les coûts unitaires et jouant un rôle majeur dans la commercialisation et la marchandisation du pain et de la bière. Pendant la Seconde Guerre mondiale, Fleischmann a développé une levure sèche active granulaire pour l'armée américaine qui ne nécessitait pas de réfrigération, ce qui rendait la durée de conservation de la levure plus longue et plus résistante aux températures élevées, ce qui en fait la levure standard pour de nombreuses recettes militaires américaines.
Dans l’environnement naturel, les cellules de levure se trouvent principalement sur les fruits mûrs, comme le raisin. S. cerevisiae peut également être trouvé sur l’écorce des chênes. Chez les fourmis sociales, pendant l’hiver, cette levure peut se propager de reine en reine. Une telle reproduction et une telle croissance permettent à S. cerevisiae de se développer à une température optimale d’environ 30 à 35°C.
S. cerevisiae existe sous forme de cellule unique et est capable de se développer sous une forme diploïde dans des conditions riches en nutriments. Lorsque la pression environnementale augmente, les cellules diploïdes peuvent produire quatre spores haploïdes par méiose, puis s'hybrider. Dans des conditions optimales, la levure peut doubler sa population toutes les 100 minutes, mais ce taux de croissance varie en fonction de la souche et de l'environnement.
La durée de vie reproductive de la levure est en moyenne d'environ 26 divisions cellulaires, un processus qui ralentit avec le temps lorsqu'elle n'est pas reproductrice.
Toutes les souches de S. cerevisiae étaient capables de se développer en aérobiose sur du glucose, du maltose et du tréhalose, mais étaient incapables de se développer sur du lactose et du cellobiose. Ils peuvent utiliser l’ammoniac et l’urée comme seules sources d’azote, mais sont incapables d’utiliser les nitrates. Ces caractéristiques rendent S. cerevisiae plus flexible dans les applications en laboratoire et industrielles.
S. cerevisiae joue le rôle d’organisme modèle dans la recherche biologique. Le transfert et la suppression de gènes sont devenus la base de nombreuses expériences importantes. Il est également largement utilisé dans la recherche sur le vieillissement, les lésions cérébrales et la réparation de l’ADN. En raison de sa facilité de manipulation et de sa propagation rapide, S. cerevisiae a été utilisé dans le développement de nombreuses techniques biotechnologiques.
Séquençage du génomeS. cerevisiae est également connu comme le premier organisme eucaryote dont le génome a été séquencé, une réalisation officiellement annoncée le 24 avril 1996. Cette base de données est devenue une ressource importante pour l’étude de la levure.
L’étude de S. cerevisiae est non seulement cruciale pour le développement de la science fondamentale, mais fournit également de nouvelles directions pour résoudre de nombreux problèmes appliqués en médecine et en agriculture. Des processus généraux de fermentation à la régulation complexe des gènes, ses mystères sans fin ne seront-ils révélés qu'avec le temps ?