Language
Country/Area
No result found
Tại sao loại men này lại là ngôi sao trong khoa học sự sống? Hãy khám phá bí mật của Saccharomyces cerevisiae!
Saccharomyces cerevisiae, thường được gọi là men bia hoặc men làm bánh, đã đóng vai trò không thể thiếu trong sản xuất rượu vang, làm bánh và ủ bia từ thời cổ đại. Với nguồn gốc bắt nguồn từ vỏ nho, đây là một trong những mô hình nhân chuẩn được nghiên cứu chuyên sâu nhất. Loại nấm men này nắm giữ bao nhiêu bí mật?
Saccharomyces bắt nguồn từ gốc tiếng Hy Lạp, có nghĩa là "khuôn đường", và cerevisiae có nghĩa là "bia" trong tiếng Latin.
Các tế bào của S. cerevisiae thường có hình tròn hoặc hình bầu dục, đường kính từ 5 đến 10 micromet và sinh sản bằng cách nảy chồi. Loại nấm men này có thể khởi đầu nhiều quá trình lên men phổ biến và hỗ trợ quan trọng cho nhiều nghiên cứu sinh học, vì nhiều protein quan trọng trong sinh học con người đã được phát hiện thông qua việc nghiên cứu các đồng đẳng của nó, bao gồm protein chu kỳ tế bào, protein tín hiệu và enzyme xử lý protein, v.v. Đáng chú ý, S. cerevisiae là loại nấm men duy nhất được phát hiện có chứa thể Berkeley, cấu trúc tế bào đóng vai trò quan trọng trong các con đường tiết dịch cụ thể.
Bối cảnh lịch sửVào thế kỷ 19, thợ làm bánh chủ yếu lấy men từ thợ nấu bia, dẫn đến sự ra đời của các loại bánh mì ngọt có men như bánh "Kaisersemmel" của Đế chế. Theo thời gian, những người nấu bia dần chuyển từ sử dụng S. cerevisiae (nấm men lên men trên) sang S. pastorianus (nấm men lên men dưới).
Với những tiến bộ trong vi sinh học do Louis Pasteur thực hiện, các phương pháp tiên tiến hơn để nuôi cấy các chủng vi khuẩn thuần chủng đã trở nên khả thi.
Vào đầu thế kỷ 20, các công nghệ sản xuất mới đã biến sản xuất nấm men thành một quy trình công nghiệp quan trọng, đơn giản hóa việc phân phối, giảm chi phí đơn vị và đóng vai trò chính trong việc thương mại hóa và phổ biến bánh mì và bia. Trong Thế chiến II, Fleischmann đã phát triển loại men khô hoạt tính dạng hạt dành cho quân đội Hoa Kỳ mà không cần phải làm lạnh, giúp thời hạn sử dụng của loại men này dài hơn và chịu được nhiệt độ cao hơn, trở thành loại men tiêu chuẩn cho nhiều công thức nấu ăn của quân đội Hoa Kỳ.
Đặc điểm sinh học
Trong môi trường tự nhiên, tế bào nấm men chủ yếu được tìm thấy trên các loại trái cây chín, chẳng hạn như nho. S. cerevisiae cũng có thể được tìm thấy trên vỏ cây sồi. Ở loài kiến sống theo bầy đàn vào mùa đông, loại nấm men này có thể lây lan từ kiến chúa này sang kiến chúa khác. Sự sinh sản và phát triển như vậy cho phép S. cerevisiae phát triển ở nhiệt độ tối ưu khoảng 30 đến 35°C.
Chu kỳ tăng trưởng
S. cerevisiae tồn tại dưới dạng một tế bào đơn lẻ và có khả năng phát triển ở dạng lưỡng bội trong điều kiện giàu chất dinh dưỡng. Khi áp suất môi trường tăng lên, các tế bào lưỡng bội có thể tạo ra bốn bào tử đơn bội thông qua giảm phân và sau đó lai tạo. Trong điều kiện tối ưu, số lượng nấm men có thể tăng gấp đôi sau mỗi 100 phút, nhưng tốc độ tăng trưởng này thay đổi tùy thuộc vào chủng loại và môi trường.
Tuổi thọ sinh sản của nấm men trung bình là khoảng 26 lần phân chia tế bào, một quá trình chậm lại theo thời gian khi nó không sinh sản.
Yêu cầu dinh dưỡng
Tất cả các chủng S. cerevisiae đều có thể phát triển hiếu khí trên glucose, maltose và trehalose, nhưng không thể phát triển trên lactose và cellobiose. Chúng có thể sử dụng amoniac và urê làm nguồn nitơ duy nhất, nhưng không thể sử dụng nitrat. Những đặc điểm này làm cho S. cerevisiae linh hoạt hơn trong các ứng dụng trong phòng thí nghiệm và công nghiệp.
Ứng dụng trong nghiên cứu sinh học
S. cerevisiae đóng vai trò là sinh vật mô hình trong nghiên cứu sinh học. Việc chuyển và loại bỏ gen đã trở thành cơ sở của nhiều thí nghiệm quan trọng. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu về lão hóa, tổn thương não và sửa chữa DNA. Do dễ thao tác và sinh sản nhanh, S. cerevisiae đã được sử dụng trong quá trình phát triển nhiều kỹ thuật công nghệ sinh học.
Giải trình tự bộ genS. cerevisiae còn được biết đến là sinh vật nhân chuẩn đầu tiên có bộ gen được giải trình tự, một thành tựu được công bố chính thức vào ngày 24 tháng 4 năm 1996. Cơ sở dữ liệu này đã trở thành nguồn tài nguyên quan trọng để nghiên cứu về nấm men.
Nghiên cứu về S. cerevisiae không chỉ đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển của khoa học cơ bản mà còn cung cấp những hướng đi mới để giải quyết nhiều vấn đề ứng dụng trong y học và nông nghiệp. Từ các quá trình lên men nói chung đến quá trình điều hòa gen phức tạp, liệu những bí ẩn vô tận của nó chỉ có thể được tiết lộ theo thời gian?
