Avainero koorumin havaitsemisen ja koorumin sammutuksen välillä on, että quorum sensing on geenin ilmentymisen säätelymekanismi, jota bakteerit käyttävät kommunikoimaan keskenään ja havaitsemaan solujen populaatiotiheyttä, kun taas quorum sammuttaminen on bakteerien mekanismi, joka toimii vastaan koorumi havaitsee ja pysäyttää virulenssigeenin ilmentymisen.
Bakteerit käyttävät erilaisia mekanismeja kommunikoidakseen keskenään. Nämä viestintämekanismit auttavat heitä tuntemaan väestötiheyden ja säätelemään monia fysiologisia prosessejaan. Quorum Sensing on yksi tällainen mekanismi, jota bakteerit käyttävät voimakkaasti. Quorum Sensing ei ainoastaan helpota kommunikaatiota ja väestötiheyden havaitsemista, vaan sillä on myös suuri rooli bakteerien patogeenisyyden ylläpitämisessä muita isäntiä, kuten ihmisiä, kohtaan. Koorumin tunnistamismekanismit ovat kuitenkin ongelmallisia bakteeri-infektioiden hallinnassa. Ratkaisuna voidaan käyttää quorum sammuttamista. Koorumin sammuttaminen häiritsee bakteerien koorumin havaitsemista ja estää patogeenisten geenien ilmentymisen.
Mikä on Quorum Sensing?
Quorum Sensing on bakteerien käyttämä geenisäätelymekanismi. He käyttävät tätä mekanismia kommunikoimaan bakteerisolujen kanssa ja aistimaan oman väestötiheytensä. Ne tuottavat ja erittävät pieniä molekyylejä, jotka tunnetaan autoindusoitteina väestötiheyden havaitsemiseksi. Tällä menetelmällä ne säätelevät virulenssigeenien ilmentymistä. Lisäksi autoindusoijat ovat pieniä diffundoituvia signalointimolekyylejä, pääasiassa N-asyylihomoseriinilaktoneja (AHL). Ne laukaisevat virulenssigeenien ilmentymisen.
Kuva 01: Quorum Sensing
Koorumin tunnistaminen on tärkeää monille bakteerien fysiologisille toiminnoille. Quorum Sensing -molekyylit indusoivat prosesseja, kuten symbioosia, virulenssia, kompetenssia, konjugaatiota, antibioottien tuotantoa, liikkuvuutta, itiöitymistä, typen kiinnittymistä ja biofilmin muodostumista jne.
Lisäksi quorum-sensing on yleistä sekä gramnegatiivisissa että grampositiivisissa bakteereissa. Ne erittävät kuitenkin erilaisia molekyylejä autoindusoitteina. Gram-negatiiviset bakteerit välittävät quorum-tunnistuksen asyloitujen homoseriinilaktonien kautta, kun taas grampositiiviset bakteerit välittävät sitä prosessoitujen oligopeptidien kautta.
Mitä on Quorum Quenching?
Quorum Quenching on bakteerien luonnollinen mekanismi, joka toimii bakteerien quorum-sensing -mekanismia vastaan. Kun quorum Sensing auttaa bakteereja ilmentämään virulenssigeenejä, quorum sammuttaminen estää sen. Siten quorum sammuttaminen on mekanismi, joka sulkee virulenssigeenin ilmentymisen patogeenisissa bakteereissa. Koorumin sammuttamisessa bakteerit tuottavat entsyymejä ja kemiallisia inhibiittoreita hajottaakseen koorumia tunnistavia molekyylejä. Kun autoindusoijat hajoavat, bakteerit menettävät kykynsä havaita koorumia. Siten koorumin sammuttaminen häiritsee patogeenin kykyä havaita solutiheytensä ja estää tai heikentää kykyä laukaista virulentti ilmentyminen.
Kuva 02: Koorumin sammuttaminen
Koorumin sammuttaminen pysäyttää päätösv altaisuuden tunnistamisen useilla menetelmillä. Se inaktivoi signalointientsyymejä tai lisää molekyylejä, jotka matkivat signaalimolekyylejä ja salpaavat niiden reseptoreita. Lisäksi sammuttavat entsyymit hajottavat signalointimolekyylejä tai muokkaavat koorumin tunnistavia signaaleja.
Koska koorumin sammuttaminen on luonnollinen mekanismi, sitä voidaan kehittää tapana ehkäistä mikrobisairauksia. Bakteeriviestintä on tärkeä osa bakteeri-infektioita. Siten quorum sammuttaminen on lupaava ratkaisu häiritä bakteeriviestintää ja siten ehkäistä bakteerisairauksia. Siten koorumin sammuttaminen voidaan yksinkertaisesti määritellä virulenssin vastaiseksi muodoksi.
Mitkä yhtäläisyydet ovat Quorum Sensingin ja Quorum Quenchingin välillä?
- Molemmat nämä mekanismit näkyvät pääasiassa bakteereissa.
- Ne ovat myös luonnollisia mekanismeja, joita esiintyy bakteereissa.
- Lisäksi molemmat prosessit tuottavat entsyymejä, kemikaaleja jne. prosessien välittämiseksi.
Mitä eroa on Quorum Sensingin ja Quorum Quenchingin välillä?
Quorum Sensing on prosessi, jolla bakteerit kommunikoivat keskenään ja havaitsevat väestötiheytensä. Sitä vastoin koorumin sammuttaminen on prosessi, jota bakteerit käyttävät häiritsemään koorumin havaitsemista. Tämä on siis tärkein ero koorumin tunnistamisen ja koorumin sammutuksen välillä.
Lisäksi toinen merkittävä ero koorumin havaitsemisen ja koorumin sammutuksen välillä on se, että bakteerit erittävät autoindusoijia tai quorum-sensing-signaaleja quorum-tunnistuksessa, kun taas bakteerit tuottavat entsyymejä ja quorum sensing -estäjiä koorumin sammuttamisessa.
Alla olevassa infografiikassa on enemmän vertailuja päätösv altaisuuden tunnistamisen ja koorumin sammuttamisen välisistä eroista.
Yhteenveto – Quorum Sensing vs Quorum Quenching
Quorum sensing ja quorum sammuttaminen ovat kaksi luonnollista mekanismia, jotka tapahtuvat bakteereissa. Quorum Sensing helpottaa bakteerien välistä kommunikaatiota ja niiden populaatiotiheyden havaitsemista. Se tapahtuu pienten molekyylien kautta, joita kutsutaan autoindusoijiksi. Se on tärkeä prosessi bakteereille, koska se auttaa symbioosissa, virulenssissa, kompetenssissa, konjugaatiossa, antibiootin tuotannossa, liikkumisessa, itiöinnissa, typen kiinnittymisessä ja biofilmin muodostumisessa jne. Sillä välin koorumin sammuttaminen toimii koorumin havaitsemista vastaan. Se häiritsee koorumin havaitsemista ja sulkee virulenssigeenin ilmentymisen. Siksi se on virulenssin vastainen mekanismi. Tämä on siis yhteenveto koorumin tunnistamisen ja koorumin sammutuksen välisestä erosta.
