Cell-paperet – dateringen

Jeg har tidligere skrevet om artikkelen til Gallone B, et al. fra forskningsgruppa til Kevin Verstrepen ved KU Leuven, og jeg lovet å ikke slippe temaet. Dateringen av en felles stammor for de ulike gjærstammene er egentlig ikke noe sentralt moment i artikkelen til Verstrepen. Men det har fått endel fokus. Artikkelen fokuserer mer på de innbyrdes slektskapene, ikke dateringen. Det er kanskje utslag for noe tabloid at dateringen – siden den er såpass konkret – får så mye fokus.

Artikkelen daterer domestiseringen av gruppen gjærstammer som er gruppert som Beer1 til mellom 1573 og 1604, mens gruppen gjærstammer som er gruppert som Beer2 er datert til å ha en felles stammor i perioden 1645-1671. Det er basert på en antakelse om gjennomsnittlig ett brygg pr uke med tre doblinger (dvs en åttedobling) av gjærmassen ved hver brygging, dvs ca 150 generasjoner pr år. Antallet brygginger kan ikke bli ekstremt mye større, for én gjæring bør være godt i gang før man kan høste gjær til neste brygg. Men den kan være en god del lavere. For eksempel ved brygging av lambic ligger ølet på fat i år, og om man aksepterer at ølgjæren kommer fra fatet snarere enn fra Brussel-nattelufta, så er det i praksis år mellom hver brygging.

Antallet doblinger av gjæra avhenger spesielt av pitching rate (høyere pitching rate gir færre generasjoner) og lufting av vørteren (lite lufting gir færre generasjoner). Se forøvrig den interessante boken Brewing Engineering av Steven Deeds. Ett av hovedpunktene hans som han har testet eksperimentelt, er at det er mengden oksygen i vørteren som dominerer hvor mye gjærmasse som blir dyrket frem. Mens det er mengden påsatt gjær som dikterer hvor mange ganger gjæren kan formere seg før den har brukt opp oksygenet – dvs antall generasjoner og fordoblinger – før den går over fra en aerob vekstfase til en anaerob fase med alkoholproduksjon.

Også her kan vi trekke frem lambic som et ekstremt eksempel. Ettersom det ikke eksplisitt tilsettes noe ølgjær, kan vi tenke på lambic som ekstremt underpitch'et, og det gir flere generasjoner. I andre sammenhenger kan vi peke på norsk brygging, der man brygget juleøl en gang om året, og tørket gjæren fra brygging til brygging. Det ville gi få generasjoner pr år. På den andre siden vil oppdyrking fra én gjærcelle gi mange flere generasjoner pr brygge- og høstesyklus. Det er mulig å diskutere sånne effekter frem og tilbake i det uendelige, men såsnart en stammor er blitt splittet i flere stammer, så effekten avta av at én stamme behandles sært og utypisk.

Dateringen i artikkelen er basert på to godt avrundede parametre – 1 og 3 – hvis opphav ikke er så grundig gjort rede for. De virker egentlig litt valgt på magefølelse, basert på det vi vet om brygging de siste par hundre årene. Problemet er at bryggetradisjonene har endret seg over århundrene. Vi vet masse om 1900-tallet og mye om 1800-tallet, men går vi særlig lengre tilbake, blir sporene og informasjonen raskt mer utydelig.

La oss gjøre et lite regneeksperiment. La oss anta at antallet brygginger ikke var én i uka, men to i uka eller én annenhver uke, og at antallet doblering ikke var 3, men 2 eller 4. Det er tall som ikke er så ekstremt forskjellige fra verdiene i artikkelen. Da får vi et antall generasjoner pr år som kan strekke seg fra 50 til 400, istedenfor akkurat 150. Er jeg da helt på jordet om jeg antar at disse tallene strekker dateringen av Beer1 fra det tilsynelatende presise intervallet 1574-1604 og helt ut til det temmelig omtrentlige 950-1880? Det er dog en usikkerhet her knyttet til om vi kan strekke et visst antall generasjoner bakover fra i dag, eller om vi må operere med ulike starttidspunkter basert på når gjæren var samlet inn i en gjærbank og formodentlig etterpå har hatt minimal med mutasjoner.

Man kan helt klart diskutere de tallene jeg kaster frem – 0,5-2 og 2-4 i stedet for 1 og 3 – men det understreker bare at denne dateringen koker ned til mer eller mindre educated guesses uten fasit. Forøvrig er 1880 en historisk umulighet. Det illustrerer også hvordan dateringene som ble publisert i Cell kan misoppfattes som mer presise enn de er.

Det er ikke uvanlig å bruke generasjonslengder for å regne seg tilbake til når to arter skilte lag genetisk. Det er også en relevant måte å gjøre det på, men det forutsetter såvidt jeg kan se to ting:

Først, at man kjenner generasjonslengden. Dersom vi snakker om sau eller ku, så har man et rimelig godt estimat på den gjennomsnittlige generasjonslengden. Men som argumentert for over, er dette ikke like innlysende for gjær. Det er flere usikkerheter her: a) typisk frekvens på brygging og gjenbruk av gjæren, og b) i hvilken grad man ikke gikk tilbake til forrige brygg, men hentet gjær fra brygg flere batcher tilbake, for eksempel for å eliminere en begynnende infeksjon i gjæra.

Dernest forutsetter det at man har rette tall for mutasjonsrater i gjær - og det er et digert tema i seg selv. Det er også et spørsmål om kvaliteten på algoritmen og programmet som implementerer der. Jeg skal komme tilbake med flere synspunkter rundt dateringen som er gjort i denne artikkelen. Jeg oppfatter dateringen som et interessant innspill, og jeg mener at dateringen slett ikke er endelig avklart.