Определение межвидового кворума - Википедия - Interspecies quorum sensing

Определение межвидового кворума это тип проверка кворума в котором бактерии посылают и получают сигналы другим видам, помимо своего собственного. Это достигается за счет секреции сигнальных молекул, которые вызывают реакцию у ближайших бактерий при достаточно высоких концентрациях. Как только молекула достигает определенной концентрации, она запускает транскрипция определенных генов, таких как факторы вирулентности. Было обнаружено, что бактерии могут не только взаимодействовать посредством кворума с членами своего вида, но и что существует своего рода универсальная молекула, которая позволяет им собирать информацию и о других видах.[1] Эта универсальная молекула называется автоиндуктор 2 или АИ-2.[1]

AI-2 был впервые обнаружен в светопроизводящей системе бактерий. Вибрио Харви. Путь, который вызывает Вибрио Харви свечение управляется двумя параллельными пути.[2] Первый путь использует типичный AI-1 гомосерин-лактон сигнальная молекула. Однако также было обнаружено, что бактерии распознают второй автоиндуктор AI-2.[3] Ученый также обнаружил, что V. harveyi люминесценция могла быть вызвана 75 молекулами AI-2 других видов бактерий.[4][5]Это открытие привело к предложению AI-2 как универсальной формы коммуникации между видами бактерий. Помимо информации о плотности клеток AI-2 может предоставить информацию о фаза роста и процветание клеток в популяции. Он обладает большей способностью хранить информацию, чем другие молекулы, воспринимающие кворум, поскольку его производство связано с ростом клеток. Для многих бактерий продукция AI-2 достигает пика в поздней логарифмической фазе.[1] Недавно было обнаружено, что структура AI-2 представляет собой сплавленное 2-членное кольцо с бор преодоление разрыва между диэфиры.[6]

Фермент LuxS отвечает за синтез AI-2.[5] Ген, кодирующий LuxS, был обнаружен в 35 из 89 секвенированных бактериальных геномов, и у всех бактерий этот ген имел небольшие вариации.[2] В каждой обнаруженной до сих пор бактерии, продуцирующей сигнальную молекулу AI-2, также был обнаружен ген LuxS. Есть три фермента, которые делают DPD (4,5-дигидрокси 2,3 пентандион ), который используется LuxS для изготовления AI-2.[5] Было обнаружено, что путь синтеза AI-2 идентичен в V. harveyi, Кишечная палочка, Сальмонелла тифимуриум, V. cholerae, и Enterococcus faecalis дополнительные доказательства того, что эта молекула может быть универсальным сигналом для бактерий.[4]

Шигелла флекснери использовать AI-2 для посредничества вирулентность. Главный фактор вирулентности Шигелла это плазмида vir B. Было показано, что сигнальный путь AI-2 отвечает за наблюдаемый пик вируса B.[1] Хотя было установлено, что AI-2 не является решающим для вирулентности, он увеличивает экспрессию плазмиды. AI-2 также регулирует вирулентность Энтероинвазивный и Энтерогеморагическая кишечная палочка.[2] Вероятно, высокие концентрации AI-2, производимые нормальным Кишечная флора эффект производства АИ-2 в Шигелла и его последующая вирулентность.[1]

АИ-2 необходим для биопленка формирование в P. ginivalis и S. gordonii. S. gordonii является основной причиной зубной налет и его прилипание важно для многих других патогенных бактерий, которые также прилипают к зубам. P. ginivalis причины парадантоз. Если ни одна из бактерий не обладает функциональной копией гена LuxS, они не могут образовывать биопленку. Однако, если одна из бактерий имеет ген LuxS, они могут образовывать биопленки, что снова указывает на то, что эта молекула используется для связи между неродственными видами.[2]

Другое бактериальное использование AI-2

Поскольку фермент LuxS не присутствует в эукариоты это хорошая потенциальная мишень для антибиотиков. Кроме того, передача сигналов AI-2, по-видимому, контролирует многие факторы вирулентности у бактерий, поэтому блокирование этого сигнала может привести к новым способам борьбы с бактериальными инфекциями, такими как холера.[7] Поскольку молекула AI-2, по-видимому, участвует в каскаде вирулентности, если бы мы могли заблокировать поглощение AI-2, мы могли бы потенциально остановить каскад вирулентности.

Грибы также общаются друг с другом. Кворум-чувствительные молекулы (QSM) грибов включают: фарнезол, тирозол, фенилэтанол, и триптофол. QSM изучались в грибковые микроорганизмы албиканс, С. dubliniensis, Aspergillus niger, А. нидуланс, и Fusarium graminearum. QSM могут включать морфогенез, прорастание, апотопсис, патогенность и структуры биопленок.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е День; Маурелли (2001). «Shigella flexneri LuxS Quorum-Sensing System Модулирует экспрессию virB, но не является необходимым для вирулентности». Американское общество микробиологии. 69 (1): 15–23. Дои:10.1128 / IAI.69.1.15-23.2001. ЧВК  97850. PMID  11119484.
  2. ^ а б c d е ж Ксайвер; Басслер (2003). «Кворум LuxS чувствует больше, чем просто игра с числами». Текущее мнение в микробиологии. 6 (2): 191–197. Дои:10.1016 / S1369-5274 (03) 00028-6. PMID  12732311.
  3. ^ Сюй, Линь; Ли (5 октября 2006 г.). «Роль системы определения кворума luxs в формировании биофлима и вирулентности эпидермиса стафилококка». Американское общество микробиологии. 74 (1): 488–96. Дои:10.1128 / IAI.74.1.488-496.2006. ЧВК  1346618. PMID  16369005.
  4. ^ а б Шаудер; Baslser (декабрь 2001 г.). «Семейство luxs бактериальных аутоиндукторов: биосинтез новой сигнальной молекулы, воспринимающей кворум». Молекулярная микробиология. 41 (2): 463–76. Дои:10.1046 / j.1365-2958.2001.02532.x. PMID  11489131.
  5. ^ а б c Миллер; Ксайвер, Басслер (2004). «Salmonella typhimurium распознает химически отличную форму сигнала AI-2, воспринимающего кворум бактерий». Молекулярная клетка. 15 (5): 677–87. Дои:10.1016 / j.molcel.2004.07.020. PMID  15350213.
  6. ^ Чен X, Шаудер С., Потье Н., Ван Дорсселер А., Пельцер И., Басслер Б. Л., Хьюсон FM (январь 2002 г.). «Структурная идентификация бактериального кворум-зондирования сигнала, содержащего бор». Природа. 415 (6871): 545–9. Дои:10.1038 / 415545a. PMID  11823863.
  7. ^ а б Уайтхед (2001). Определение кворума грамотрицательных бактерий. Департамент биохимии Кембриджского университета.
  8. ^ Вонгсук, Танва; Pumeesat, Potjaman; Луплертлоп, Натханей (2016). «Молекулы, чувствительные к кворуму грибов: роль в морфогенезе и патогенности грибов». Журнал базовой микробиологии. 56 (5): 440–7. Дои:10.1002 / jobm.201500759. PMID  26972663.