Відчуття кворуму

Призначення відчуття кворуму — координувати певну поведінку або дії між бактеріями того ж виду або підвиду, залежно від щільності їх населення. Наприклад, опортуністичні патогенні бактерії, наприклад Pseudomonas aeruginosa, можуть рости в межах хазяїна без нанесення шкоди, поки вони не досягають певної концентрації. Але вони стають агресивними, коли їх число стає достатнім, щоб подолати імунну систему хазяїна, приводячи до розвитку хвороби. Для того щоб зробити це, бактеріям необхідно сформувати біофільми на поверхнях тіла хазяїна. Дослідники сподіваються, що терапевтична ферментативна деградація сигнальних молекул запобіжить утворенню таких біофільмів. Руйнуючи сигнальний процес таким чином — придушення відчуття кворуму.

Відчуття кворуму вперше спостерігалося у бактерії Vibrio fischeri, біолюмінецсентної бактерії, що живе як симбіонт у світлових органах одного з видів гавайських кальмарів. Коли клітини V. fischeri живуть вільно, автоіндуктор знаходиться в низькій концентрації і тому клітини не люмінесціюють. У світловому органі кальмара (фотофорі), вони надзвичайно сконцентровані (близько 10¹¹ клітин/мл) і тому індукується транскрипція люціферази, приводячи до біолюмінесценції.

Процеси, що регулюються або частково регулюються відчуттям кворуму на основі AI-2 в E.coli, включають поділ клітини. У інших видах, наприклад Pseudomonas aeruginosa, пов'язані з відчуттям кворуму процеси включають розвиток біофільмів, виробництво екзополізахаридів і агрегацію клітин. Виявлено, що AI-2 збільшує експресію SdiA, регулятора транскрипції промотера, який регулює FtsQ, частину оперону FtsQAZ, важливого для поділу клітини.

Streptococcus pneumoniae використовує відчуття кворуму, щоб зробити клітини компетентними. Це може бути важливим для збільшення кількості мутацій в умовах перенаселення, коли виникає необхідність колонізації нових оточень.