Quorum sensing, mechanismus, kterým bakterie regulují expresi genů v závislosti na hustotě populace pomocí signálních molekul. Quorum sensing umožňuje populacím bakterií komunikovat a koordinovat skupinové chování a běžně ho využívají patogeny (organismy způsobující nemoci) v procesech nemocí a infekcí. Bakteriální aktivitu zahrnující quorum sensing poprvé pozoroval v polovině 60. let 20. století mikrobiolog maďarského původu Alexander Tomasz při studiu schopnosti pneumokoka (později známého jako Streptococcus pneumoniae) přijímat volnou DNA ze svého okolí.
A.W. Rakosy/Encyclopædia Britannica, Inc.
Standardní dráhy quorum sensing se skládají z populací bakterií, signálních molekul a genů pro chování. Signální molekuly, známé jako autoinduktory, jsou bakteriemi vylučovány do prostředí a jejich koncentrace se postupně zvyšuje s růstem populace bakterií. Po dosažení určité prahové koncentrace se tyto molekuly stanou detekovatelnými pro populaci bakterií, která pak aktivuje příslušné geny odpovědi, jež regulují různá chování, jako je virulence, horizontální přenos genů, tvorba biofilmu a kompetice (schopnost přijímat DNA). Vzhledem k tomu, že mnohé z těchto procesů jsou účinné pouze při určité velikosti populace, je kvorum sensing klíčovým mechanismem koordinace chování u mnoha mikrobů.
Ačkoli je kvorum sensing u bakterií běžný, přesný systém sensingu a třída používaných kvorum-sensingových sloučenin se mohou lišit. Navíc způsob, jakým různé typy bakterií uplatňují kvorum sensing, se značně liší. Například bakterie Pseudomonas aeruginosa, která může způsobovat zápal plic a krevní infekce, používá quorum sensing k regulaci mechanismů onemocnění. Tím, že bakterie zůstávají relativně neškodné, dokud není velikost jejich populace dostatečná, jsou schopny přemoci obranu hostitele aktivací genů regulujících tvorbu biofilmu a virulenci. U jiných organismů je quorum sensing využíván pro symbiotické procesy a růst buněk; příkladem je mechanismus fixace dusíku u bakterie Rhizobium leguminosarum.
Komunikační schopnosti, které nabízí quorum sensing, jsou pro bakterie velmi užitečné, protože umožňují populacím bakterií získávat vlastnosti, které se vyskytují u rostlin, živočichů a dalších organismů vyšší úrovně. Tyto schopnosti, včetně skupinové komunikace a synchronizace chování, umožňují populacím bakterií rychlejší vývoj, získání přístupu k většímu množství zdrojů a zajištění lepších šancí na přežití. Patogeny s kvorum-senzorickými cestami mohou také účinněji infikovat hostitelské organismy, což vede ke smrtelnějším onemocněním. V důsledku toho je třeba najít nové způsoby, jak doplnit obranu hostitele, aby bylo možné zničit mikroby využívající strategie quorum-sensing nebo jim zabránit v infekci.
V makroskopickém měřítku lze mechanismy podobné kvorum sensingu pozorovat u organismů, jako jsou mravenci a včely. Strategie kvorum-sensingu se mohou uplatnit také v robotice a počítačové technice v senzorech, samoorganizujících se sítích a robotických rojích. Tyto technologie lze využít pro různé aplikace, včetně koordinace lékařských nanobotů při léčbě a organizace humanoidních robotů pro výrobní a jiné procesy.