真菌中的群体感应系统

以胞间通讯信号分子介导的细菌群体感应参与细菌多种生理功能的调控是非常普遍的。近年的研究表明,真菌中也存在类似于细菌群体感应信号分子的调节分子,并且介导着真菌某些生理行为的调节。这一过程也称为真菌的群体感应系统。文中简要介绍真菌群体感应系统的研究进展,并讨论了真菌群体感应系统作为抗真菌感染靶点的可能性。     

细菌群体感应信号分子与抑制剂研究进展

具有群体感应系统的细菌通过相互交换一种自动诱导（autoinducer）信号分子来实现彼此问的信息交流。当信号分子积累到一定浓度时会改变细菌特定基因的表达,如生物膜的形成、生物发光行为、毒性基因的表达、孢子的形成等。近年来,人们发现了多种天然或者人工合成的群体感应抑制剂,可以干扰群感系统的信息回路。本文系统地阐述了细菌群体感应信息系统的划分、自体诱导分子及其抑制剂的研究进展。     

群体感应信号分子及其抑制剂快速检测方法的建立

细菌能自发产生、释放一些特定的信号分子,并能感知其浓度变化,调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应。细菌群体感应参与包括人类、动植物病原菌致病力在内的多种生物学功能的调节,群体感应抑制剂成为抗感染药物开发的靶点。利用紫色色杆菌(Chromobacterium violaceum)和根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)作为指示菌,建立检测高丝氨酸内酯(AHLs)及其抑制剂的简便方法。结果表明,通过平板交叉划线接种,使用指示菌能够有效地检测AHLs,并且通过薄层层析(TLC)与细菌生物感应器相结合的方法可以快速、方便地鉴定AHLs的种类;通过双层平板法观察指示菌色素产生情况,能够有效地检测群体感应信号分子AHLs抑制剂,且该方法简单易行。     

铜绿假单胞菌群体感应系统研究进展

群体感应系统是一种细胞密度依赖的基因表达系统,其广泛存在于细菌性病原体中,是细菌细胞通讯方式的一种。群体感应系统可利用细菌释放的信号分子不断监控周围细菌的密度。当细菌密度达到阈值时,群体感应系统网络将启动,参与调控生物被膜、细菌毒力等特定基因的表达,从而使临床抗感染治疗失败。而通过抑制群体感应系统,可一定程度上治疗铜绿假单胞菌引起的感染。本文通过查阅近年国内外相关文献,对铜绿假单胞菌群体感应系统研究进展进行总结,为临床铜绿假单胞菌治疗提供新的方向,即群体感应系统抑制剂有可能成为治疗铜绿假单胞菌感染的新策略。     

植物对细菌群体感应系统的反应

细菌的群体感应系统参与包括动植物病原细菌致病因子产生在内的许多生物学功能的调节。植物可以感知细菌群体感应系统及其信号分子,并作出复杂反应。植物可能受细菌群体感应信号分子诱导产生系统性防御反应,能够分泌细菌群体感应信号分子的类似物,可能产生降解细菌N-酰基高丝氨酸内酯信号分子的酶来阻断或干扰细菌群体感应系统。     

铜绿假单胞菌群体感应系统的研究进展

细菌的群体感应也称自身诱导,是指细菌通过产生和感应信号分子浓度的变化来监测其群体密度,协调群体行为的过程.自身诱导物随着细菌密度增高而增高,当自身诱导物达到某一阈值后,会与一些转录调节子结合,从而诱导或抑制多种基因的表达.群体感应系统内由多种信号分子和效应蛋白组成复杂的调节网络,调控包括细菌毒力因子产生与释放、生物膜形成、接合反应等,从而影响细菌的致病过程.本文主要对铜绿假单胞菌的群体感应系统及其与宿主关系、群体感应抑制剂等方面的研究进展进行综述.     

细菌群体感应系统研究进展及其应用

细菌能自发产生、释放一些特定的信号分子,并能感知其浓度变化,调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应。细菌群体感应参与包括人类、动植物病原菌致病力在内的多种生物学功能的调节。本文综述了细菌群体感应的最新研究进展,并阐述了其在生物技术领域的应用前景。     

革兰氏阴性细菌LuxR/I型群体感应抑制剂研究进展

摘要：细菌群体感应（Quorum sensing, QS）被视为对抗细菌感染与解决细菌耐药性问题的新靶点。以AHLs为信号分子的LuxR/I型群体感应系统广泛存在于革兰氏阴性菌包括多种临床致病菌中,因此寻找LuxR/I型群体感应抑制剂（Quorum sensing inhibitors, QSIs）是研发抗革兰氏阴性致病菌药物的重要途径。迄今为止,已知的LuxR/I型小分子QSIs来源包括化学合成、天然产物与已知药物库的化合物,大分子则包括群体感应淬灭酶与群体感应淬灭抗体。本文总结了近年来LuxR/I型QSIs研究进展,为新型抗菌药物研发提供理论依据。     

细菌群体感应调控多样性及群体感应淬灭

群体感应(Quorum sensing, QS)是细菌通过信号分子分泌、识别,从而调控基因水平转移、毒力因子分泌、芽孢产生及生物膜形成等群体行为的细胞交流机制。干扰信号分子的分泌、识别,可以阻断群体感应,实现群体淬灭。群体淬灭(Quorum quenching, QQ)是目前致病性控制、致腐性预防以及生物膜污染削减的重要策略之一。本文以群体感应信号分泌-识别-响应为主线,将群体感应分为等级、平行及竞争型三类调控方式,并对其特征进行了详细阐述;同时,探讨了信号分子类似物、信号分子降解酶剂、信号受体激活剂/抑制剂等策略在不同调控方式淬灭中的适用性;最后,对群体感应调控及淬灭进行了展望,以期为丰富细菌群体感应认知、促进群体淬灭应用提供参考。     

根瘤菌与群体感应

细菌在高细胞密度下可以产生群体感应信号分子,调控细菌相关基因的表达,这种信号分子被称为自体诱导物。酰基高丝氨酸内酯类化合物(acyl-HSLs)是在根瘤菌中广泛存在的一类自体诱导物,该群体感应系统与根瘤菌和植物的共生作用密切相关。本文概述了AHLs介导的群体感应系统的组成及调控机制和不同根瘤菌中群体感应调节对根瘤菌生理行为及共生固氮的影响。     

青岛近海沉积物生物被膜中密度感应及密度感应淬灭细菌多样性

【背景】细菌密度感应(Quorum sensing,QS)是指细菌利用分泌的信号分子进行相互交流的现象,而密度感应淬灭(Quorumquenching,QQ)是指通过干扰信号分子的产生、释放、积累或应答从而阻抑密度感应通路。【目的】探究青岛近海沉积物生物被膜中密度感应和密度感应淬灭细菌的多样性。【方法】采用海水培养基2216E从青岛近海沉积物生物被膜中分离获取可培养细菌,采用平板交互划线和高通量筛选的方法分别筛选具有密度感应和密度感应淬灭的菌株。【结果】共分离获得83株共54种具有密度感应和密度感应淬灭的细菌,分属于四大细菌门类:变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门。其中,38株(45.8%)可以产生酰基高丝氨酸内酯(Acyl-homoserine lactone,AHL)类信号分子,它们分属于变形菌门(37株,15种)和拟杆菌门(1株,1种),优势属为弧菌属和鲁杰氏菌属;能够降解AHL类信号分子的有57株(68.7%),在变形菌门(41株,23种)、拟杆菌门(14株,10种)、厚壁菌门(5株,5种)以及放线菌门(1株,1种)中均有分布。【结论】在青岛近海沉积物生物被膜可培养细菌中,具有密度感应和密度感应淬灭现象的菌株具有很高的丰度和多样性,为后续生态学意义的研究与海洋微生物的开发提供了参考。     

细菌群体感应系统与噬菌体的相互作用机制研究进展

细菌在与噬菌体的长期共进化过程中形成多种抵抗噬菌体侵染的机制,其中群体感应参与的细菌抵御噬菌体侵染机制成为近年来的研究热点。群体感应与噬菌体之间的相互作用是复杂和多样的,本文将重点综述群体感应在噬菌体侵染中的作用、调控在噬菌体裂解-溶源转变的作用,以及群体感应与噬菌体的其他相互影响等内容,为噬菌体在细菌性疾病的治疗提供理论依据。     

海洋微生物群体感应与群体感应淬灭的开发利用

群体感应与感应淬灭在微生物中普遍存在,群体感应通过调控基因表达赋予细菌有益或有害的特性,这些特性与人类健康、农业及水产养殖等领域密切相关。群体感应现象首先发现于海洋环境,近几年海洋采样等相关技术的发展,极大促进了海洋微生物的群体感应与淬灭研究的快速发展。本文对细菌及典型真菌的群体感应作用机制、信号分子的多样性以及其与细菌致病性的相关性进行了阐述,对群体感应淬灭的机制与意义、淬灭因子多样性以及相关酶资源的发掘也进行了分析和展望。     

Inhibition of bacterial quorum sensing by vanilla extract

AIMS: The purpose of this study was to search for a novel quorum sensing inhibitor and analyse its inhibitory activity. METHODS AND RESULTS: Quorum sensing inhibition was monitored using the Tn-5 mutant, Chromobacterium violaceum CV026. Vanilla beans (Vanilla planifolia Andrews) were extracted using 75% (v/v) aqueous methanol and added to C. violaceum CV026 cultures. Inhibitory activity was measured by quantifying violacein production using a spectrophotometer. The results have revealed that vanilla extract significantly reduced violacein production in a concentration-dependent manner, indicating inhibition of quorum sensing. CONCLUSIONS: Vanilla, a widely used spice and flavour, can inhibit bacterial quorum sensing. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: The results suggest that the intake of vanilla-containing food materials might promote human health by inhibiting quorum sensing and preventing bacterial pathogenesis. Further studies are required to isolate specific substances from vanilla extract acting as quorum sensing inhibitors.     

Monitoring of Vibrio harveyi quorum sensing activity in real time during infection of brine shrimp larvae

Quorum sensing, bacterial cell-to-cell communication, has been linked to the virulence of pathogenic bacteria. Indeed, in vitro experiments have shown that many bacterial pathogens regulate the expression of virulence genes by this cell-to-cell communication process. Moreover, signal molecules have been detected in samples retrieved from infected hosts and quorum sensing disruption has been reported to result in reduced virulence in different host–pathogen systems. However, data on in vivo quorum sensing activity of pathogens during infection of a host are currently lacking. We previously reported that quorum sensing regulates the virulence of Vibrio harveyi in a standardised model system with gnotobiotic brine shrimp (Artemia franciscana) larvae. Here, we monitored quorum sensing activity in Vibrio harveyi during infection of the shrimp, using bioluminescence as a read-out. We found that wild-type Vibrio harveyi shows a strong increase in quorum sensing activity early during infection. In this respect, the bacteria behave remarkably similar in different larvae, despite the fact that only half of them survive the infection. Interestingly, when expressed per bacterial cell, Vibrio harveyi showed around 200-fold higher maximal quorum sensing-regulated bioluminescence when associated with larvae than in the culture water. Finally, the in vivo quorum sensing activity of mutants defective in the production of one of the three signal molecules is consistent with their virulence, with no detectable in vivo quorum sensing activity in AI-2- and CAI-1-deficient mutants. These results indicate that AI-2 and CAI-1 are the dominant signals during infection of brine shrimp.     

从进化谈细菌细胞间的群体感应信号传递

传统观念认为细菌是一种个体的、非社会性的生物体。近年来的研究表明细菌可以产生化学信号并通过它们实现细菌间信息传递。细菌的群体感应调节系统(Quorum sensing,QS)调节着个体细胞之间的相互合作,使其表现出类似多细胞的群体行为。文章以近年来的一些最新研究进展为基础,在了解细菌间的信息传递系统的基础上,从进化角度讨论了QS系统的遗传产生过程,探讨了细菌细胞间的相互作用。细菌间的信息交流是一种动态的过程,受到了环境中的营养物质的水平、温度、pH等多种因素的影响。作者推测细菌信号传递系统的进化是受到环境条件以及基因交换、所在微生物群体变化等因素影响下的一种不断变化的动态过程,这也许有别于动植物这类的高等生物的进化过程。这种动态的变化过程也就暗示:从长远来看,信息传递系统中的偷机者只是在一定条件下的暂时存在。     

植物精油对铜绿假单胞菌群体感应系统的抑制作用研究进展

群体感应（quorum sensing,QS）是细菌个体与个体之间的一种交流机制,广泛存在于细菌中。铜绿假单胞菌是人类的一种条件致病菌,它具有至少3种QS系统,即las、rhl和pqs系统,且各系统之间存在着级联调控关系,它们共同作用调控着该菌众多毒力基因的表达和毒力因子的产生。近年来,通过抑制铜绿假单胞菌的QS系统以控制其毒力和致病力,成为一种新型的铜绿假单胞菌感染防控策略。植物精油是一种天然的群体感应抑制剂（quorum sensing inhibitors, QSI）,多种精油活性化合物都能抑制铜绿假单胞菌的QS系统,而且尚未发现细菌对其产生耐药性。基于此,梳理了铜绿假单胞菌QS系统的组成及其级联调控关系,简要介绍了植物精油的QS抑制机制和抑制活性,并重点综述了萜烯类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、含硫含氮化合物4类精油化合物对铜绿假单胞菌QS系统抑制作用的研究进展,以期为从天然化合物中发现和筛选安全、高效的细菌QSI的相关研究提供参考,并为致病菌的防控奠定理论基础。     

喹诺酮信号系统研究进展

喹诺酮信号系统是铜绿假单胞菌群体感应调控网络中一个重要组成部分,对于绿脓菌素和弹性蛋白酶等毒力因子的表达及细菌生物被膜形成和细菌运动具有重要的调控作用,因此与临床细菌感染密切相关。3,4-二羟基-2-庚基-喹诺酮(Pseudomonas quinolone signal,PQS)及2-庚基-4喹诺酮(4-hydroxy-2-heptylquinoline,HHQ)是pqs调控系统中重要的信号分子。PQS对于细菌在压力下群体密度及细菌物质运输具有调控作用,从而增强细菌对于环境的适应能力。同时PQS等分子在一定程度上抑制了人体的免疫系统,帮助细菌在宿主体内生存。HHQ在其他革兰氏阴性细菌及革兰氏阳性细菌中也有合成并发挥调控作用,所以喹诺酮信号分子不仅是种内也是种间交流媒介。将喹诺酮系统作为靶点降低细菌的信号交流是抑制细菌感染的一个新思路。本文对喹诺酮信号系统进行概述。     

噬菌体群体感应系统及其分子机理研究进展

群体感应（Quorum Sensing,QS）是微生物群体在生长过程中,随着群体密度的增加,其分泌的“信号分子”的浓度达到一定阈值后与微生物体内特定受体结合,从而影响微生物特定基因表达,导致其生理和生化特性的变化,表现出少量菌体或单个菌体所不具备的特征。1994年Fuqua提出群体感应概念后就成为微生物领域的研究热点。然而,群体感应的研究主要集中在细菌中,但近年来群体感应在噬菌体、真菌中也不断被发现,尤其自2017年Erez在多种枯草芽孢杆菌噬菌体中发现群体感应现象,并且揭示噬菌体群体感应主要调控其溶原-裂解途径的转换。近年来的研究又陆续在其他噬菌体中发现了群体感应。本文综述了噬菌体群体感应系统最新研究进展及其相关的基因功能和分子机理。