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为何这种酵母是生命科学的明星？深入探索Saccharomyces cerevisiae的秘密！
Saccharomyces cerevisiae，常被称为酿酒酵母或面包酵母，自古以来在酿酒、烘焙及酿造方面扮演着不可或缺的角色。其起源可追溯至葡萄的外皮，它是目前研究最为深入的真核生物模型之一，这种酵母的秘密究竟有多少？
Saccharomyces的字根来自希腊文，意味着「糖霉」，而cerevisiae在拉丁文中意为「啤酒的」。
S. cerevisiae的细胞通常为圆形或卵形，直径为5至10微米，并通过出芽的方式繁殖。这种酵母能引发许多常见的发酵过程并且在许多生物研究中提供了重要的帮助，因许多人类生物学中的关键蛋白正是透过研究其同源物所发现的，包括细胞周期蛋白、信号蛋白及蛋白质处理酶等。值得注意的是，S. cerevisiae是唯一一种被发现拥有Berkeley bodies的酵母，这些细胞结构在特定的分泌路径中扮演着重要角色。
历史背景
在19世纪，面包师傅们多数是从啤酒酿造者那里获得酵母，这导致了如帝国「Kaisersemmel」这种带有甜味的发酵面包的兴起。随着时间的推移，啤酒酿造者逐渐从使用S. cerevisiae（上发酵酵母）转向使用S. pastorianus（下发酵酵母）。
随着路易斯·巴斯德的微生物学研究进步，更先进的纯菌株培养方法得以实现。
在20世纪初期，新的生产技术将酵母的生产转变为一个重大工业过程，它简化了分配，降低了单位成本，并在面包和啤酒的商业化和商品化上扮演了重要角色。二战期间，Fleischmann's为美军开发了不需冷藏的颗粒活性干酵母，使得酵母的保质期变长、耐高温，成为许多美军食谱的标准酵母。
生物学特征
在自然环境中，酵母细胞主要存在于成熟的水果上，如葡萄。而在橡树的树皮上也可以找到S. cerevisiae。在冬季的社会蚁后中，这种酵母可以透过蚁后来传播。这样的繁殖和生长使得S. cerevisiae能够在约30至35°C的最佳温度下生长。
生长周期
S. cerevisiae以单一细胞的形式存在，能够在营养丰富的条件下以二倍体形式生长。当环境压力加大时，二倍体细胞可透过减数分裂产生四个单倍体孢子，再进行杂交。在最理想的情况下，这种酵母在每100分钟可以使其数量翻倍，但这一成长速度会因品系与环境而有所变化。
该酵母的繁殖寿命平均约为26次细胞分裂，这一过程在非繁殖的状态下会随着时间推移而变迟。
营养需求
所有的S. cerevisiae品系都能在有氧环境中以葡萄糖、麦芽糖和海藻糖为生长源，然而在乳糖和纤维二糖环境中则无法生长。它们可以利用氨和尿素作为唯一氮源，但却无法利用硝酸盐。这些特性使得S. cerevisiae在实验室和工业上的应用更具灵活性。
在生物研究中的应用
S. cerevisiae在生物研究中扮演着模型生物的角色。基因的转移与去除成为许多重要实验的基础。其还被广泛用于诸如老化、大脑损伤及DNA修复等研究。正因为其易于操作和快速繁殖，S. cerevisiae已被用于许多生物技术的开发。
基因组测序
S. cerevisiae也被誉为第一个完成基因组测序的真核生物，这项成就于1996年4月24日正式发布。这一数据库已成为研究酵母的重要资源。
S. cerevisiae的研究不仅对于基础科学领域的发展至关重要，还在面对许多医学与农业的应用问题上提供了新的方向。它从一般的发酵过程到复杂的基因调控，其无穷的奥秘是否只有时间能够揭开？
