VIEW ARTICLE    doi:10.1094/ASBCJ-2009-1123-01

Differential Yeast Gene Transcription During Brewery Propagation. Brian R. Gibson, Neil S. Graham, Chris A. Boulton, Wendy G. Box, Stephen J. Lawrence, Robert S. T. Linforth, Sean T. May, and Katherine A. Smart (1), School of Biosciences, University of Nottingham, Sutton Bonington Campus, Loughborough, Leicestershire, UK. (1) Corresponding author. E-mail: <katherine.smart@nottingham.ac.uk>; Phone: +44 (0)1159516214; Fax: +44 (0)1159516162. J. Am. Soc. Brew. Chem. 68(1):21-29, 2010.

The aim of this study was to determine the transcriptomic response of Saccharomyces pastorianus to environmental change during brewery propagation. Utilization of amino acids and fermentable carbohydrates during full-scale brewery propagation was compared with the simultaneous changes occurring in the yeast transcriptome. Results showed that transcription profiles fell within one of four groups, and the greatest changes occurred within the first 8 hr following inoculation. Nutrient uptake was at its greatest during this period, and many genes involved in the utilization of amino acids and carbohydrates were activated. There was also a significant derepression response following monosaccharide exhaustion. A number of stress-response genes were activated following inoculation, indicating a possible osmotic stress response. Nutrient limitation did not appear to initiate a significant stress response but did activate genes involved in pseudohyphal growth and meiosis, despite the fact that neither biological process occurs in the strain utilized. The first hours after inoculation into propagation wort were particularly active with respect to nutrient utilization and transcriptional change. It is likely that this period was particularly stressful for yeast cells, although there was no evidence of viability loss, and it may be concluded that yeast cells can cope with this level of stress, possibly aided by the dynamic response of the transcriptome. Keywords: Amino acid, Brewing, Carbohydrate, Propagation, Transcription, Yeast

El objetivo de este estudio fue determinar la respuesta transcriptónicos de Saccharomyces pastorianus a los cambios ambientales durante la propagación en la cervecería. Utilización de los aminoácidos y carbohidratos fermentables durante una propagación cervecería de escala plena se comparó con los cambios simultáneos que ocurren en el transcriptoma de la levadura. Los resultados mostraron que los perfiles de transcripción cayó dentro de uno de los cuatro grupos, y los mayores cambios se produjeron dentro de la primeras 8 hr después de la inoculación. La absorción de nutrientes estaba en su punto máximo durante este período, y muchos genes implicados en la utilización de los aminoácidos y carbohidratos fueron activados. También hubo una respuesta de desrepresión importante a raíz de agotamiento de monosacáridos. Un número de genes de respuesta al estrés se activaron después de la inoculación, lo que indica una posible respuesta al estrés osmótico. Limitación de nutrientes no parece iniciar una respuesta de estrés significativo, pero que activan los genes implicados en el crecimiento seudohifas y la meiosis, a pesar de que ni el proceso biológico se produce en la cepa utilizada. Las primeras horas después de la inoculación en el mosto de propagación fueron particularmente activas con respecto a la utilización de nutrientes y el cambio de la transcripción. Es probable que este período fue particularmente estresante para las células de levadura, aunque no había pruebas de la pérdida de viabilidad, y se puede concluir que las células de la levadura puede hacer frente a este nivel de estrés, posiblemente con la ayuda de la respuesta dinámica del transcriptoma. Palabras claves: Aminoácidos, Fabricación de cerveza, Hidratos de carbono, Levadura, Propagación, Transcripción