希瓦氏菌群体感应的研究进展

微生物生长过程中,随着微生物种群密度的增加,自身产生的自诱导物分子的浓度也达到一定阈值,随后通过一系列的信号传导机制促进相关基因表达,从而使得微生物生理和生化特性发生变化,称为群体感应现象(QS)。本文中,笔者对群体感应及信号分子类型进行了简要概述,着重介绍了水产品低温贮藏条件下的特异性腐败菌希瓦氏菌的群体感应现象及对其致腐性的影响,通过对希瓦氏菌群体感应现象与其致腐能力相关性的研究进行综述分析,旨在为水产品贮藏保鲜控制技术的研究提供一定的理论支持。     

群体感应(QS)在牙菌斑形成中的研究进展

形成牙菌斑的生物膜中存在大量微生物,各种微生物通过高丝氨酸内酯(AHL)或寡肽等不同的信号分子产生群体感应(QS),形成的群体感应使各种微生物建立了区系平衡,对龋齿及牙周炎等口腔疾病的治疗产生严重影响。因组成生物膜的各种微生物对抗生素的敏感性和耐受性有显著差异,因此在治疗中增加了对宿主免疫的相应要求。为进一步探讨QS系统在牙菌斑形成中的作用特点,本文就牙菌斑的形成与抗药机制、群体感应系统及其信号分子、群体感应系统的抑制因子和研究展望进行综述。     

微生物群体感应系统与食品防腐保鲜

微生物群体感应(QS)是其群体密度变化时,通过信号分子的产生与接收对种内或种间菌体生理代谢状况进行调节的一种现象,其本质是微生物种内或种间的信息交流。当前,受微生物侵染腐败影响,世界范围内的食品损失巨大,有大量证据表明群体感应现象参与食品腐败过程,因此掌握微生物群体感应现象的基本规律对食品防腐保鲜与减少食物浪费有重要意义。基于此,笔者简要梳理了微生物群体感应的基本概念与原理,列举了食品腐败中部分常见的群体感应现象和部分群体感应抑制剂的研究,并提出合理性建议,以期为群体感应在食品领域的研究提供理论依据与支持。     

真菌群体感应信号分子及群体感应猝灭的研究进展

群体感应(quorum sensing,QS)是微生物中普遍存在的细胞间通讯系统,细菌中的研究较为深入,近年来在真菌中也有发现。微生物通过向环境释放可扩散的群体感应信号分子(quorum sensing molecules,QSM)来感知群体密度并调控自身的生理行为,以适应环境的变化。目前验证的真菌QSM包括醇类、脂氧合物、小分子肽以及某些挥发性物质。除影响种内的生长发育及次级代谢物产生外,真菌QSM还与其侵染能力、致病性和毒素产生有关,为了抵御QS的不利影响,生物共同进化过程中相应地出现了群体感应淬灭(quorum quenching,QQ)机制,QQ能够修饰或抑制QSM的合成从而破坏QS。本文中,笔者对国内外近10年来对真菌QSM种类、生理作用及QQ的研究进展进行综述,以期为深化真菌群体感应机制的研究提供参考。     

肠杆菌科细菌群体感应系统的研究进展

细菌能够感受种群密度的变化,并通过调节自身某些基因的表达来作出应答,这种细菌种间和种内的沟通方式被称为群体感应(QS)。肠杆菌科细菌大多是食源性致病菌或食品腐败菌,且研究证明毒力因子的调控表达和食品的腐败变质均与QS密切相关。本文中,笔者综述了肠杆菌科成员中5种信号分子介导的群体感应系统,包括N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)介导的Ⅰ型QS系统、由自诱导物2(AI-2)介导的Ⅱ型QS系统、AI-3/肾上腺素/去甲肾上腺素介导的Ⅲ型QS系统、一种线型五肽(NNWNN) QS因子EDF(extracellular death factor)短肽介导的QS系统和吲哚介导的QS系统,并对其在毒力基因和食品腐败变质的调控机制中的研究进行了介绍。     

嗜酸性硫杆菌群体感应系统研究进展

嗜酸性硫杆菌(Acidithiobacillus spp.)是一类重要的极端环境微生物与工业微生物。该类细菌通过氧化硫或亚铁获得电子以固定二氧化碳进行自养生长,是驱动矿山环境酸化和重金属溶出的关键菌群,也是生物冶金等微生物浸出技术中的核心菌群。群体感应(quorum sensing, QS)系统是细菌种内及种间信息交流的重要方式,广泛分布于嗜酸性硫杆菌等化能自养微生物中,比如类似于LuxI/R的AfeI/R系统。系统介绍近年来嗜酸性硫杆菌菌体感应系统研究成果,尤其是在AfeI/R种群分布、生物学功能、调节机制及其应用研究中的新发现与新理论。讨论今后嗜酸性硫杆菌群体感应系统研究的主要方向及需要解决的关键科学问题,以促进极端微生物群体感应系统理论研究的开展与产业应用技术的开发。     

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。     

细菌群体感应信号分子的光电检测技术

群体感应（quorum sensing，QS）是一种依赖菌群密度的细菌交流系统。在探究细菌群体感应系统的调控机制中，对QS信号分子的鉴别和检测是不可或缺的环节，其对生命科学、药学等领域涉及细菌等微生物的相互作用、高效检测和作用机制解析等具有重要的参考意义。本文在总结不同类型细菌QS信号分子来源和结构的基础上，对QS信号分子的光电检测方法和技术进行了综述，重点对光电传感检测的敏感介质、传感界面、传感机制及测试效果进行探讨，同时关注了将微流控芯片分析技术应用于细菌QS信号分子原位监测的相关研究进展。     

细菌群体感应淬灭酶及其病害防治研究进展

微生物细胞间通过信号分子进行信息交流的现象即群体感应(Quorum sensing,QS),QS广泛存在于微生物群体中,且可以调控特定基因尤其是很多致病基因的表达。群体感应淬灭(Quorum quenching,QQ)是基于群体感应现象提出的新型病害防治策略,即通过抑制信号分子的合成、监测或对信号分子进行酶降解、修饰的途径来干扰群体感应以达到防治病害的目的。利用群体感应淬灭酶(Quorum quenching enzymes)降解微生物信号分子,是目前毒性最小、最为有效的群体感应淬灭途径。迄今为止,多种细菌信号分子的群体感应淬灭酶都已有报道,其中,酰基高丝氨酸内酯(N-acyl homoserine lactones,AHLs)和顺-11-甲基-2-癸烯酸(cis-11-Methyl-2-dodecenoic acid)群体感应淬灭酶研究最为深入。综述并分析了群体感应淬灭酶及其病害防治的研究现状、存在的问题和未来研究方向,为今后发展新型绿色安全病害防控措施提供关键理论和技术支撑。     

米曲霉来源的环二肽对荧光假单胞菌群体感应的抑制及其机制

荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)是一类重要的食品腐败菌,在乳制品、肉制品、水产品等食品中经常被检测到。细菌通过群体感应(quorum sensing,QS)系统来进行彼此之间的交流,腐败菌的一些特性也受到QS系统的调控。因此,以QS系统为靶点来控制食品的腐败,提高食品质量和安全性是一条潜在可行的途径。本研究中,笔者从米曲霉(Aspergillus oryzae) D01的次级代谢产物中分离得到了一种群体感应抑制剂——环二肽(L-苯丙氨酸-L-脯氨酸,cyclo-(L-phenylalanyl-L-prolyl)),并测定了其对荧光假单胞菌群体感应的抑制活性,并用分子对接的方法分析了其抑制机制。结果表明:当环二肽的质量浓度为60μg/m L时,细菌泳动运动、群集运动的区域直径比对照组分别减少了66. 62%和36. 92%;生物被膜含量比对照组减少了75. 86%。L-苯丙氨酸-L-脯氨酸能显著抑制荧光假单胞菌的QS表型——紫色素的产生、泳动和群集运动,胞外蛋白酶的产生和生物被膜的形成。分子对接分析表明,其抑制机制可能是由于环二肽与荧光假单胞菌的Lux I型蛋白竞争性结合,阻碍了信号分子产生并阻断了相关基因的表达所致。     

乳酸菌群体感应及黏附性研究进展

乳酸菌是传统的发酵菌株,是公认的安全级(GRAS)菌株。本文中,笔者综述了乳酸菌的群体感应系统、乳酸菌的黏附能力和乳酸菌作为生物防治菌在水产品保鲜方面的研究进展。通过介绍乳酸菌的黏附因素表层蛋白和生物膜,阐述了乳酸菌群体感应系统与乳酸菌黏附性的关系,旨在为乳酸菌的应用研究提供理论依据。     

细菌生物被膜中群体感应调控机制及其控制研究展望

生物被膜(biofilm)是微生物聚集黏附在物体表面形成的多细胞结构,是引起微生物感染的主要原因,对食品工业和公共卫生安全造成巨大的威胁。群体感应(quorum sensing,QS)是调控生物被膜形成的重要因素,与生物被膜的抗生素耐药性、抗逆性密切相关。研究发现:针对QS系统的天然、合成化合物被称为群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitors,QSI),可干扰QS信号,破坏生物被膜的形成,这种现象被称为群体淬灭(quorum quenching,QQ)。本文中,笔者就生物被膜组分、群体感应的调控机制及生物被膜的控制策略进行深入综述,旨在为食品加工程中细菌生物被膜的防控提供理论依据。     

群体感应抑制剂研究进展

细菌群体感应(quorum sensing,QS)是一种依赖于菌体密度而普遍存在于微生物之间的沟通协调机制,控制着细菌的生长、增殖、致病性、生物膜形成及相关群体活动行为。通过阻断细菌群体感应信号,可以抑制病原菌的致病性。本文从群体感应角度总结了抑制病原菌的方法和研究进展,为临床新型抗菌药物的设计提供理论依据和新策略。     

细菌群体感应信号网络及其应用

群体感应（Quorum sensing,QS）是一种细菌细胞与细胞间的通讯系统,即细菌通过分泌扩散性小分子信号感知细菌群体的密度,从而引起一组特定基因在转录水平协调表达。大量研究已表明,群体感应系统控制细菌多种生理行为和过程,以及与真核宿主（寄主）的互作。参与群体感应调控的信号分子多种多样,QS系统所调控的功能也具有多样性,甚至菌株专化性。通过聚焦同一细菌中由多个QS系统组成的信号网络,综合评述了不同QS系统之间如何相互作用全局调控基因表达,以及QS系统如何通过与其它全局调控系统整合精细调节细菌的社会行为以及环境适应性及其应用前景。     

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。     

群体感应系统介导细菌生物膜形成的研究进展

群体感应(QS)是微生物之间的通讯机制,通过信号分子调控基因表达,这种交流可使细菌表达不同的生理行为,包括病原微生物的毒性、对抗生素的形成、生物膜的形成与生长等。生物膜的形成对微生物的代谢、毒力因子的表达等密切相关。群体感应现象与生物膜的形成相互依赖,生物膜提供菌体聚集场所,避免群体感应信号分子的扩散,聚集菌体的群体感应现象为生物膜的形成提供基础。群体感应系统不仅可直接介导细菌生物膜的形成,还可调节胞内第二信使分子水平,间接调控生物膜的生成。本文中,笔者从直接和协同其他信号分子两方面对细菌生物膜形成机制研究进展进行综述,为在工业应用中降低细菌耐药性、指导食品生产安全、提高功能性生物膜产量等方面提供理论依据。     

群体感应调控干腌肉制品中乳酸菌环境胁迫应激机制研究进展

乳酸菌作为干腌肉制品生产过程中的主要微生物之一,对制品品质的形成和安全性具有重要意义,而如何耐受腌腊过程中的环境胁迫是乳酸菌生存的基本要求。已有研究表明,LuxS/AI-2介导的群体感应(quorum-sensing,QS)系统能够调节乳酸菌在高盐、高酸等特定环境下AI-2的活性和luxS的转录水平。本文中,笔者主要综述了干腌肉制品中常见乳酸菌、乳酸菌群体感应系统及其分类以及群体感应调控乳酸菌环境胁迫应激机制,并对今后的研究方向进行了展望,以期为乳酸菌群体感应调控的干腌肉制品品质及其质量安全控制提供参考。     

真菌的群体感应现象及群体感应分子(QSMs)研究进展

为适应环境变化,微生物细胞间进行信息交流,导致其菌体形态、生物被膜的形成、毒素分泌等生理生化特征发生变化,这种细胞间交流的现象称为群体感应现象。最初在细菌中发现这种复杂的交流方式,后来,在真核生物(真菌)中也发现了这种现象,白色念珠菌是较早被报道具有群体感应系统的真菌之一。目前,已经在各种真菌中鉴定出了许多群体感应分子,其中,围绕白色念珠菌的群体感应现象及机制研究报道较多,发现了其主要的群体感应分子及其调控作用机制。本文中,笔者主要针对白色念珠菌群体感应分子的挖掘及其生理效应进行系统综述,此外,还对其他真菌群体感应现象及群体感应分子进行概述。最后,笔者预测不同真菌群体感应研究发展方向和潜在应用。     

细菌的群体感应及与病原菌致病性的关系

微生物的群体感应(quorum sensing,QS)也称为自诱导,是微生物间通过小分子分泌物(自诱导物)在细胞与细胞之间扩散以感知群体密度,并通过自诱导物的浓度及其与转录因子的相互作用调控整个群体细胞中一系列目标基因表达的一种自我感知系统.不同的细菌类型,其QS系统也有一定的差异.根据信号分子的不同,一般可以将细菌的QS系统分为3类,即以AHL为信号分子的革兰氏阴性细菌、以寡肽类物质为信号分子的革兰氏阳性细菌和以哈氏弧菌为代表的兼具上述两种类型QS系统特征的第三类QS系统.综述革兰氏阴性细菌、革兰氏阳性细菌和哈氏弧菌的3种不同QS系统及其在病原菌致病性方面的研究进展.     

群体感应与微生物耐药性

微生物耐药性已成为全球关注的严重问题,其演化机制和调控机理也已成为研究热点。近年来的研究发现,一些微生物耐药性机制受到群体感应系统的调控。群体感应是一种在微生物界广泛存在并与菌体密度关联的细胞-细胞间的通讯系统。高密度的菌落群体能够产生足够数量的小分子信号,激活下游包括致病毒力和耐药性机制在内的多种细胞进程,耐受抗生素并且危害寄主。本文结合国内外最新的研究进展,对微生物群体感应系统的研究现状进行了概括性介绍,重点阐述了群体感应系统对微生物耐药性机制的调控作用,如微生物生物被膜形成和药物外排泵调控等方面的作用,并探讨了利用群体淬灭控制微生物耐药性的新策略。