Quorum

Quorum-registrering (quorumsansing, quorumsensing, quorumregistrering, quorum) hos bakterier er kommunikasjon fra celle til celle med signaler som inneholder informasjon om hvor mange bakterieceller det er i nærheten (arbitrium), og som deretter kan brukes til å koordinere felles atferd med tilpasning til økt celletetthet. Slik synkronisert gruppeatferd sikrer ressurser og gir økt overlevelse, noe man kjenner fra tetthetsavhengige responser hos mennesker, dyr og planter overført via quorumsignaler.

Mengden  av de autoinduserende signalene som blir skilt ut i det ytre miljø er korrelert med økende celletetthet. Registrering av de kjemiske quorum-signalene i tetthetsavhengige reaksjoner påvirker uttrykk av gener og gi produksjon av hvilesporer (sporulering), dannelse av biofilm, horisontal genoverføring, opptak av DNA fra det ytre miljø (kompetens), økt produksjon av antibiotika, eller økt utskillelse av virulensfaktorer. Bioluminiscens fra tette kolonier med Vibrio-bakterier i havet er et annet eksempel. Allivibrio fischeri er en bakterie med bioluminiscens som lever i symbiose med en art blekksprut (Euprymna scolopes), orden Sepidida, og virker som lysorganer (fotoforer) som hjelper til å skjule blekkspruten mot predatorer. I retur mottar bakterien aminosyrer og sukkermolekyler fra blekkspruten. Når bakterien har nådd en bestemt konsentrasjon, registrert av quorumsignalet N-acyl homoserin lakton, starter bioluminiscensen starter når bakterietettheten har blitt stor nok. I månelys vil lysutsendelsen motvirke månelyset, og hjelpe til å skjule blekkspruten ved å gjøre siluetten mot omgivelsene mindre tydelig.

Det autoinduserende quorum-signalet diffunderer lett gjennom cellemembraner og cellevegg. Gram-positive (G+) bakterier bruker peptider (oligopeptider) som autoinduserende signal. Gram-negative bakterier benytter andre mindre molekyler som blant annet  kan komme fra S-adenosylmetionin, slik som acyl-homoserinlakton. Gram-negative bakterier anvender LuxR/LuxI quourmsansesystemet. S-adenosyl-metionin blir brukt til å lage homoserin lakton, mens acylbærende protein (ACP) sørger for N-actylsidekjeden. Det kan også være andre sidegrupper hektet på homoserinlakton (HSL), et lakton av ikke-proteinaminosyren homoserin, et mellomprodukt i aspartatfamilien av aminosyrer, og som danner fettsyre acylhomoserinlakton (C4-HSL, 3-hydroksy-C4-HSL, C8-HSL, 3-okso-C8-HSL, p-koumaroyl-HSL). HSL blir laget av proteinene kodet av genene LuxR og LuxI.  Quorom-signaler er viktige for registrering av celletetthet i mikrobiomer på alle indre og ytre overflater hos mennesker, dyr og planter. Noen potensielt patogene (sykdomsfremkallende) bakterier kan være relativt harmløse så lenge som de er i et lite antall, men når de via qourum-signaler får informasjon om at det har stort celleantall kan de plutselig bli patogene og overmanne vertens immunsystem. Bakterier lever i nær kontakt med alle overflater på planter, blader og røtter. Bakteriene kan leve som kommensaler intracellulært som endofytter,  som sykdomfsfremkallende bakterier, eller  mutualistisk og i symbiose med plantene. Planter kan lage bioaktive anti-quorumsignaler, og disse kan finnes i alle delene av en plante. Disse anti-kourumsignalene virker som antagonister og kan blokkere quroumsignalene i bakteriene og virke som en forsvarsrespons i plantene. Men tenker seg at sekundærmetabolitter i planter eller planteekstrakter som virker anti-quorum kan ha en funksjon som antibiotika. I rotsonen i jorda er det et kompleks samspill mellom mikroorganismer og mikrofauna. Reaktive oksygenforbindelser som hydrogenperoksid (H2O2) og superoksidanionradikalet (O2·-) kan virke i quorumsansing i rotsonen. I interaksjon mellom planterøtter og planteparasitter e.g. Striga,  og dannelse av oppsugingsorganer (haustorium) via semagenese og xenognosiner virker quorumsignaler.

Quorum-signaler blir også benyttet hos insekter i sosiale samfunn (eusosialitet) slik som maur og bier, og kan gi gruppeatferd som sverming når individantallet i kolonien passerer en grenseverdi.

Man kunne tenke seg at quorum er med å regulerer respons hos en planteart avhengig av plantetetthet.

Tilbake til hovedside

Publisert 11. apr. 2018 10:36 - Sist endret 21. nov. 2019 10:47