Quorum sensing (QS) – mechanizm komunikacji między komórkami bakterii polegający na wytwarzaniu, wydzielaniu i rozpoznawaniu cząsteczek sygnałowych (tzw. autoinduktorów), których stężenie w środowisku rośnie wraz z zagęszczeniem populacji i prowadzi do skoordynowanej regulacji ekspresji genów w całej społeczności bakteryjnej. W polskojęzycznej literaturze naukowej najczęściej spotyka się nazwę angielską (quorum sensing) i skrót QS, zwykle objaśniane opisowo jako chemiczne „porozumiewanie się” komórek w populacjach bakterii.
Do najczęściej opisywanych klas autoinduktorów należą m.in. N-acylo-L-homoserynolaktony (AHL; typowe dla wielu bakterii Gram-ujemnych), oligopeptydy (częste u bakterii Gram-dodatnich) oraz autoinduktor AI-2 opisywany jako sygnał o znaczeniu międzygatunkowym.
Pierwszymi organizmami, u których zaobserwowano to zjawisko, były bakterie z rzędu: Myxobacteria oraz Streptomyces.
Historia Pierwsze badania nad quorum sensing prowadzili w latach 70. XX wieku naukowcy na Uniwersytecie Harvarda. W 1979 roku Nealson i Hastings opisali regulację bioluminescencji zależną od zagęszczenia populacji u świecących bakterii morskich (wówczas określanych m.in. jako Vibrio fischeri i Vibrio harveyi), wskazując na rolę sygnału chemicznego kumulującego się w hodowli wraz ze wzrostem liczby komórek.
Badali oni szczepy bakterii Vibrio fischeri oraz Vibrio harveyi, pospolite drobnoustroje mórz i oceanów. Zauważyli, że podczas hodowli w pewnym momencie bakterie zaczynają świecić, a efekt ten ujawnia się przy wysokiej gęstości komórek – gdy stężenie cząsteczek sygnałowych w pożywce przekracza wartość progową i uruchamia ekspresję genów związanych z luminescencją.
Pojęcie quorum sensing upowszechniło się w literaturze po 1994 roku, kiedy Fuqua, Winans i Greenberg użyli tego terminu dla określenia regulacji ekspresji genów zależnej od zagęszczenia populacji bakterii. Wcześniej opisywano także inne przykłady sygnalizacji zależnej od zagęszczenia, m.in. u Streptomyces (związanej np. z biosyntezą antybiotyków) oraz u Myxococcus xanthus (w kontekście tworzenia ciałek owocowych).
Występowanie Inne bakterie, u których odkryto to zjawisko to między innymi: Escherichia coli Yersinia pestis – wywołująca dżumę; u gatunku tego opisano funkcjonalne układy QS oparte m.in. o sygnały AHL i AI-2 Pseudomonas aeruginosa Staphylococcus aureus Bacillus subtilis
Quorum sensing bywa opisywany również w kontekście komunikacji międzygatunkowej oraz oddziaływań bakterii z organizmami wyższymi (np. wpływu sygnałów QS na relacje bakteria–żywiciel).
Znaczenie biologiczne Procesy, w których wykorzystywane jest przez bakterie zjawisko quorum sensing: bioluminescencja wzrost rozpełzliwy (ang. swarming) biosynteza antybiotyków transferowanie plazmidów wytwarzanie biofilmu wirulencja kompetencja i inne formy koordynacji zachowań populacyjnych.
Zobacz też Sieci mykoryzowe
Przypisy
Linki zewnętrzne
Kategoria:Mikrobiologia