Quorum sensing, mechanisme waarmee bacteriën genexpressie reguleren in overeenstemming met de populatiedichtheid door het gebruik van signaalmoleculen. Quorum sensing stelt bacteriepopulaties in staat te communiceren en groepsgedrag te coördineren en wordt algemeen gebruikt door pathogenen (ziekteverwekkende organismen) in ziekte- en infectieprocessen. Bacteriële activiteit met behulp van quorum sensing werd voor het eerst waargenomen in het midden van de jaren zestig door de in Hongarije geboren microbioloog Alexander Tomasz tijdens zijn onderzoek naar het vermogen van Pneumococcus (later bekend als Streptococcus pneumoniae) om vrij DNA uit zijn omgeving op te nemen.
A.W. Rakosy/Encyclopædia Britannica, Inc.
Standaard quorum-sensing pathways bestaan uit bacteriepopulaties, signaalmoleculen, en gedragsgenen. De signaalmoleculen, ook wel auto-inducers genoemd, worden door bacteriën aan de omgeving afgegeven en nemen geleidelijk in concentratie toe naarmate de bacteriepopulatie groeit. Na het bereiken van een bepaalde concentratiedrempel worden de moleculen detecteerbaar voor de bacteriepopulaties, die vervolgens de corresponderende responsgenen activeren die verschillende gedragingen reguleren, zoals virulentie, horizontale genoverdracht, biofilmvorming en competentie (het vermogen om DNA op te nemen). Omdat veel van deze processen alleen bij een bepaalde populatiegrootte effectief zijn, is quorum sensing bij veel microben een belangrijk gedragscoördinatiemechanisme.
Hoewel quorum sensing veel voorkomt bij bacteriën, kunnen het precieze detectiesysteem en de klasse van quorum-sensing verbindingen die worden gebruikt, verschillen. Bovendien varieert de manier waarop verschillende soorten bacteriën quorum sensing toepassen sterk. De bacterie Pseudomonas aeruginosa bijvoorbeeld, die longontsteking en bloedinfecties kan veroorzaken, maakt gebruik van quorum sensing om ziektemechanismen te reguleren. Door relatief onschadelijk te blijven totdat de populatie groot genoeg is, zijn de bacteriën in staat het afweersysteem van de gastheer te overweldigen door genen te activeren die de vorming van biofilms en virulentie reguleren. In andere organismen wordt quorum sensing gebruikt voor symbiotische processen en celgroei; een voorbeeld is het stikstoffixatiemechanisme van de bacterie Rhizobium leguminosarum.
De communicatievaardigheden die door quorum sensing worden geboden, zijn zeer nuttig voor bacteriën omdat zij bacteriepopulaties in staat stellen eigenschappen te verwerven die in planten, dieren en andere organismen van een hoger niveau worden aangetroffen. Deze eigenschappen, waaronder groepscommunicatie en gedragssynchronisatie, stellen bacteriepopulaties in staat zich sneller te ontwikkelen, toegang te krijgen tot meer hulpbronnen en betere overlevingskansen te verwerven. Ziekteverwekkers met quorum-sensing pathways kunnen ook gastheerorganismen doeltreffender infecteren, wat leidt tot dodelijker ziekten. Om infectie door microben die quorum-sensing strategieën gebruiken te helpen doden of voorkomen, moeten nieuwe manieren worden gevonden om de afweer van de gastheer aan te vullen.
Op macroscopische schaal kunnen mechanismen die lijken op quorum-sensing worden waargenomen bij organismen zoals mieren en bijen. Quorum-sensing strategieën kunnen ook worden toegepast in robotica en computertechnologie in sensoren, zelforganiserende netwerken en robotzwermen. Deze technologieën kunnen worden gebruikt voor verschillende toepassingen, waaronder het coördineren van medische nanobots bij behandelingen en het organiseren van humanoïde robots voor fabricage en andere processen.