下次烘焙時要考慮一些事情。
您知道用於製造啤酒和麵包的酵母能夠有性繁殖嗎? 沒錯——這些單細胞真菌可以透過一種稱為「shmooing」的過程來附著它。
這個術語源於這樣一個事實:當他們深入研究時,酵母細胞就像一個什莫:漫畫家 Al Capp 在 1948 年創作的一個渾身圓滾滾的角色。多種的來源指向赫歇爾·羅曼 (Herschel Roman) 博士創造了“shmoo”一詞來指酵母性別。 羅曼博士率先在遺傳學研究中使用酵母,並在華盛頓大學成立了遺傳學系,1989年去世。
關於該主題的許多研究都集中在釀酒酵母,又名啤酒酵母,雖然 shmooing也被觀察到在物種中粟酒裂殖酵母。那麼 shmoo 背後的科學原理是什麼?
聖啤酒有三種細胞類型:單倍體類型 a 和 α,以及二倍體類型 a/α。單倍體細胞有一組染色體,而二倍體細胞有兩組。 二倍體酵母細胞可以無性繁殖,單倍體細胞也是如此,但單倍體也能進行一些更有趣的事情。
單倍體細胞可以表達信息素:α 因子或 a 因子取決於其交配型。 單倍體還具有與相反類型的費洛蒙結合的受體。 單倍體細胞實際上可以通過重新排列 DNA 來改變類型,並且“交配類型轉換的效果是,當附近沒有其他潛在伴侶時,單倍體可以為自己創造一個交配伴侶,”2017年論文筆記。
細胞對這些費洛蒙有要麼全有要麼全無的反應,兩分鐘內回覆如果濃度夠高。 「對於酵母細胞來說,Shmooing是一個非常耗能的過程。我們認為,在一定費洛蒙濃度下的這種轉換過程可能已經進化,以確保細胞只有在交配足夠近並且能夠交配的情況下才能為有性繁殖做好準備,」研究員 Vahid Shahrezaei 博士解釋了在2010年。
對信息素的反應涉及細胞相互接觸(因為它們無法移動),產生一個投影,這就是 shmoo 本身。 這使得兩個細胞能夠融合在一起並混合它們的 DNA,形成二倍體然後繼續無性繁殖或分裂成單倍體。
為什麼有兩種不同的重現方式?,研究人員發表了紙探索有性生殖和無性生殖聖啤酒作為一個模型,發現“有性群體和無性群體之間的適應率沒有明顯差異。”
然而,正如研究作者麥克麥克唐納博士所說解釋了,“性和重組使自然選擇更加有效”,但也可能導致後代失去有益的基因組合。 因此,「在某些情況下,產生相同的後代是有益的,在這些情況下,無性動物具有優勢,」麥克唐納補充道。