微生物群集における遺伝子制御：クオラムセンシング

クオラムセンシングは、集団密度に基づいて遺伝子発現を調節する細菌のコミュニケーションプロセスです。

細菌が増殖すると、オートインデューサーと呼ばれるシグナル伝達分子のレベルも上昇します。閾値濃度に達すると、クオラムセンシング制御遺伝子の発現が活性化されます。

グラム陽性菌はペプチド自己誘導物質を放出し、これは細胞外に積極的に輸送され、近くの細胞の膜結合受容体によって検出されます。

グラム陰性菌は、アシルホモセリンラクトン、AHLを合成します。これらは膜を越えて自由に拡散し、細胞内転写因子に結合して遺伝子を活性化します。

Aliivibrio fischeri では、クォーラムセンシングは LuxI/LuxR システムを介して生物発光を調節します。

LuxI遺伝子は、AHL分子の合成を誘発し、AHL分子は高濃度でLuxRタンパク質に結合し、光産生遺伝子の転写をさらに活性化します。

緑膿菌は、クオラムセンシングを使用して、病原性因子の産生やバイオフィルム形成などのさまざまな生理学的プロセスを調節します。

ラクトナーゼやAHL類似体などのクオラムセンシング阻害剤は、自己誘導物質を分解またはブロックすることにより、細菌のコミュニケーションを妨害する可能性があります。