Ethanol, Membrane Permeability, and Petite Mutation in Lager Brewing Yeast
Peer-Reviewed Paper
MBAA TQ doi:10.1094/TQ-46-2-0428-01 |
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Brian R. Gibson, Annie W. Y. Cheung, Muhammad
Saddiq Zahari, and Katherine A. Smart. School of Biosciences,
University of Nottingham, Sutton Bonington Campus, Loughborough,
Leicestershire LE12 5RD, UK.
Abstract
Consistent brewing yeast fermentation performance depends on the
genetic integrity of the yeast strain employed. In this study, the effect
of ethanol on membrane permeability was measured to determine whether
membrane integrity plays a role in protecting mitochondrial DNA against
the mutagenic effects of ethanol. Two lager yeast strains with different
sensitivities to ethanol were exposed to a 10% (v/v) ethanol solution for
2 h. Cells sampled throughout the incubation period were assessed for
viability and incidence of the respiratory-deficient phenotype. Cell
permeability was assessed by measuring extracellular leakage of free amino
nitrogen and nucleic acids. The strain showing the greatest increase in
cell permeability in response to ethanol was prone to petite mutation (up
to 9%), while the strain with the least susceptibility to membrane damage
showed no petite mutation. The results suggest a relationship between the
two parameters, and it is suggested that measurement of membrane
permeability could be used to assess the propensity of cells to succumb to
mitochondrial mutation under stressful conditions.
Keywords: lager yeast, membrane permeability, petite mutation
S�ntesis
El consistente desempe�o de fermentaci�n de una levadura cervecera
depende de la integridad gen�tica de la cepa de la levadura utilizada. Se
estudi� el efecto que tiene el etanol sobre la permeabilidad de la
mem�brana celular, para determinar si la integridad de la membrana juega
un papel en la protecci�n del DNA mitocondrial contra los efectos
mutag�nicos del etanol. Se expusieron dos cepas de levadura (con
diferentes sensitividades al etanol) a una soluci�n de etanol al 10% (v/v)
durante 2 h. Las c�lulas fueron testadas a lo largo del per�odo de
incubaci�n para determinar su viabilidad y la incidencia del fenotipo de
deficiencia respiratoria (c�lulas �petite�). La permeabilidad de las
c�lulas fue medida mediante la medici�n de la p�rdida extracelular de FAN
(nitr�geno amino libre) y de �cido nucleico. La cepa con mayor aumento de
su permeabilidad celular por causa del etanol era susceptible a la
mutaci�n a c�lulas �petite� (hasta 9%), mientras que la cepa con la menor
susceptibilidad de la membrana no dio indicios de mutaci�n �petite.� Los
resultados sugieren que s� existe una relaci�n entre los dos par�metros,
lo que a su vez sugiere que se podr�a medir la permeabilidad de la
membrana como una manera de evaluar la propensi�n de las c�lulas a ser
afectadas por una mutaci�n mitocondrial bajo condiciones estresantes.
Palabras claves: levadura �lager,� mutaci�n �petite,� permeabilidad
de la membrana
