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[转载]生科小课堂:细菌的群体感应

已有 2223 次阅读 2023-9-13 09:47 |个人分类:比较医学|系统分类:科普集锦|文章来源:转载

资料来源:南农生科,2022-10-11 22:21 发表于江苏

1 什么是群体感应?


群体感应(quorum sensing)是细菌根据细胞密度变化进行基因表达调控的一种生理行为。

具有群体感应的细菌能产生并释放一种被称为自体诱导物(autoinducer)的信号分子。它随着细胞密度增加而同步增加。当自体诱导物积累到一定浓度时会改变细菌特定基因的表达。

2 革兰氏阴性菌的群体感应

目前研究的最为详细的群体感应系统是海洋费氏弧菌的生物发光。

该细菌能与一些海洋鱼类共生,为它们提供光亮,光线的强度与动物发光组织中该种微生物的群体密度密切相关。这一现象也是通过群体感应系统进行调节的,该系统能使费氏弧菌在特定条件下选择性地发出亮光。 

在这类系统中,自体诱导物通过类LuxI蛋白合成,并于胞内的类LuxR蛋白结合,形成受体-自体诱导物复合体,能与特异的靶基因启动子结合,从而激活目的基因的转录。

3 革兰氏阳性菌的群体感应


革兰氏阳性菌中的群体感应对多种生物学功能具有调控作用。它和阴性细菌中的调控方式不同在高细胞密度时通过分泌修饰后的寡肽类物质作为信号分子进行基因的表达调控。革兰氏阳性细菌利用双组分蛋白感应外界环境的刺激并传递给细胞引起相关基因的表达。该信号传递系统通过对双组分蛋白质的磷酸化及去磷酸化机制进行基因表达调控。

枯草芽孢杆菌的群体感应调节系统是该种调控模式的典型代表:它通过上述方式改变DNA的转录模式,导致细菌芽孢的形成。

4 夏威夷弧菌中的双群体感应系统

夏威夷弧菌同时具有革兰氏阴性和阳性细菌群体感应的调控系统。

它像其它阴性细菌的群体感应系统一样,利用一种AHL 为自体诱导物(AI-1),但它的信号感应及传递组分则类似革兰氏阳性菌的双组分蛋白质。而且夏威夷弧菌还产生第二套自体诱导系统(AI-2)。

其中luxS 基因(夏威夷弧菌中AI-2产生的相关基因),对30多种细菌的DNA 序列分析表明,该基因在革兰氏阳性及阴性细菌中普遍存在且具较强的保守性。其中多数种类的LuxS 同源序列与AI-2的合成相关,表明AI-2可能是广泛存在的细菌种间信号分子。

5 总结

群体感应可以使细菌在其生长的特定环境中调节其生命活动,每种群体感应系统都能使细菌对其它细菌的存在做出反应,从而调整自身的生命活动。

群体感应调节能使一个群体中每个细胞协同作用成为一个多细胞整体。

策划:生命科学学院团委学生会

编辑:新媒体中心 李雨芯

图文来源于网络,侵删

审核:罗子睿 马娴颖



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