Nøgleforskellen mellem quorum sensing og quorum quenching er, at quorum sensing er en genekspressionsreguleringsmekanisme, der bruges af bakterier til at kommunikere med hinanden og fornemme deres cellepopulationstæthed, mens quorum quenching er en mekanisme af bakterier, der virker mod kvorumdetektionen og stopper virulensgenekspressionen.
Bakterier bruger forskellige mekanismer til at kommunikere med hinanden. Disse kommunikationsmekanismer hjælper dem til at mærke befolkningstæthederne og til at regulere mange af deres fysiologiske processer. Quorum sansing er en sådan mekanisme, der anvendes kraftigt af bakterier. Quorum sensing letter ikke kun kommunikation og sansning af befolkningstæthederne, men det spiller også en stor rolle i at opretholde bakteriers patogenicitet over for andre værter såsom mennesker. Imidlertid er quorum sensing mekanismer problematiske til at kontrollere bakterielle infektioner. Som en løsning kan quorum quenching anvendes. Quorum quenching interfererer quorum sensing af bakterier og lukker for ekspressionen af de patogene gener.
Hvad er Quorum Sensing?
Kvorumssansning er en genreguleringsmekanisme, der bruges af bakterier. De bruger denne mekanisme til at kommunikere med bakterieceller og mærke deres egen befolkningstæthed. De producerer og udskiller små molekyler kendt som autoinducere for at fornemme befolkningstætheden. Ved hjælp af denne metode regulerer de ekspressionen af virulensgener. Desuden er autoinducere små diffuserbare signalmolekyler, hovedsageligt N-acyl-homoserin-lactoner (AHL). De udløser ekspressionen af virulensgener.
Figur 01: Quorum Sensing
Kvorumssansning er vigtig for mange bakteriers fysiologiske aktiviteter. Quorum sensing molekyler inducerer processer såsom symbiose, virulens, kompetence, konjugation, antibiotikaproduktion, motilitet, sporulation, nitrogenfiksering og biofilmdannelse osv.
Yderligere er quorum sensing almindelig i både gram-negative og gram-positive bakterier. Men de udskiller forskellige molekyler som autoinducere. Gram-negative bakterier medierer quorum sensing gennem acylerede homoserin lactoner, mens gram-positive bakterier medierer det gennem forarbejdede oligo-peptider.
Hvad er Quorum Quenching?
Quorum quenching er en naturlig mekanisme for bakterier, der modvirker bakteriers quorum sensing-mekanisme. Når quorum sensing hjælper bakterier med at udtrykke virulensgener, hæmmer quorum quenching det. Således er quorum quenching en mekanisme, der lukker virulensgenekspressionen i patogene bakterier. Ved quorum quenching producerer bakterier enzymer og kemiske inhibitorer for at nedbryde quorum sensing molekyler. Ved nedbrydning af autoinducere mister bakterier deres evne til at kunne registrere kvorum. Derfor forstyrrer quorum quenching et patogens evne til at mærke dets celletæthed og deaktivere eller mindske evnen til at udløse den virulente ekspression.
Figur 02: Quorum Quenching
Quorum quenching stopper kvorumsføling på flere måder. Det inaktiverer signaleringsenzymer eller introducerer molekyler, der efterligner signalmolekyler og blokerer deres receptorer. Desuden nedbryder quenching-enzymer signalmolekyler eller modificerer quorum-sensing-signaler.
Da kvorumslukning er en naturlig mekanisme, kan den udvikles som en tilgang til forebyggelse af mikrobielle sygdomme. Bakteriel kommunikation er et vigtigt aspekt af bakterielle infektioner. Derfor vil quorum quenching være en lovende løsning til at forstyrre bakteriel kommunikation og derved forhindre bakterielle sygdomme. Kvorumsslukning kan således ganske enkelt defineres som en form for antivirulens.
Hvad er lighederne mellem kvorumssansning og kvorumslukning?
- Begge disse mekanismer ses hovedsageligt i bakterier.
- De er også naturlige mekanismer, der forekommer i bakterier.
- Desuden producerer begge processer enzymer, kemikalier osv. til at formidle processerne.
Hvad er forskellen mellem kvorumssansning og kvorumslukning?
Kvorumssansning er en proces, som bakterier bruger til at kommunikere med hinanden og mærke deres befolkningstæthed. I modsætning hertil er quorum quenching en proces, som bakterier bruger til at forstyrre quorum sensing. Så dette er den vigtigste forskel mellem kvorumsføling og kvorumsslukning.
Desuden er en anden væsentlig forskel mellem quorum sensing og quorum quenching, at bakterierne udskiller autoinducere eller quorum sensing signaler i quorum sensing, mens bakterier producerer enzymer og quorum sensing inhibitorer ved quorum quenching.
Infografikken nedenfor giver flere sammenligninger med hensyn til forskellen mellem kvorumsføling og kvorumsslukning.
Opsummering – Quorum Sensing vs Quorum Quenching
Kvorumssansning og kvorumsslukning er to naturlige mekanismer, der finder sted i bakterier. Quorum sensing letter kommunikationen mellem bakterier og sansning af deres befolkningstæthed. Det sker via små molekyler kaldet autoinducere. Det er en vigtig proces for bakterier, da det hjælper med symbiose, virulens, kompetence, konjugation, antibiotikaproduktion, motilitet, sporulation, nitrogenfiksering og biofilmdannelse osv. I mellemtiden virker kvorumsslukning mod kvorumsføling. Det forstyrrer quorum sensing og lukker virulensgenekspressionen ned. Derfor er det en anti-virulens mekanisme. Så dette er opsummeringen af forskellen mellem kvorumsføling og kvorumsslukning.
