Quorum sensing, mechanizm, dzięki któremu bakterie regulują ekspresję genów w zależności od gęstości populacji poprzez użycie cząsteczek sygnałowych. Quorum sensing pozwala populacjom bakterii na komunikację i koordynację zachowań grupowych i jest powszechnie wykorzystywany przez patogeny (organizmy chorobotwórcze) w procesach chorobowych i infekcyjnych. Aktywność bakterii związana z quorum sensing została po raz pierwszy zaobserwowana w połowie lat 60. przez urodzonego na Węgrzech mikrobiologa Aleksandra Tomasza w jego badaniach nad zdolnością Pneumococcus (później znanego jako Streptococcus pneumoniae) do pobierania wolnego DNA z otoczenia.
A.W. Rakosy/Encyclopædia Britannica, Inc.
Standardowe szlaki quorum-sensing składają się z populacji bakterii, cząsteczek sygnałowych i genów behawioralnych. Cząsteczki sygnałowe, znane jako autoinduktory, są wydzielane do środowiska przez bakterie i stopniowo zwiększają swoje stężenie w miarę wzrostu populacji bakterii. Po osi±gnięciu pewnego progu stężenia, cz±steczki te staj± się wykrywalne dla populacji bakterii, które następnie aktywuj± odpowiednie geny odpowiedzi, reguluj±ce różne zachowania, takie jak wirulencja, horyzontalny transfer genów, tworzenie biofilmu i kompetencja (zdolno¶ć do pobierania DNA). Ponieważ wiele z tych procesów jest efektywnych tylko przy pewnych rozmiarach populacji, quorum sensing jest kluczowym mechanizmem koordynacji zachowań u wielu mikrobów.
Ale quorum sensing jest powszechny wśród bakterii, dokładny system wyczuwania i klasa związków wyczuwających quorum mogą się różnić. Ponadto, sposób w jaki różne typy bakterii stosują quorum sensing jest bardzo zróżnicowany. Na przykład, bakteria Pseudomonas aeruginosa, która może powodować zapalenie płuc i zakażenia krwi, wykorzystuje quorum sensing do regulacji mechanizmów chorobowych. Pozostając względnie nieszkodliwymi do momentu osiągnięcia wystarczającej liczebności populacji, bakterie te są w stanie obezwładnić mechanizmy obronne gospodarza poprzez aktywację genów regulujących tworzenie biofilmu i wirulencję. U innych organizmów quorum sensing jest wykorzystywane do procesów symbiotycznych i wzrostu komórek; przykładem jest mechanizm wiązania azotu bakterii Rhizobium leguminosarum.
Zdolności komunikacyjne oferowane przez quorum sensing są bardzo przydatne dla bakterii, ponieważ pozwalają populacjom bakterii nabyć cechy występujące u roślin, zwierząt i innych organizmów wyższego rzędu. Zdolności te, w tym komunikacja grupowa i synchronizacja zachowań, pozwalają populacjom bakterii rozwijać się szybciej, uzyskać dostęp do większej ilości zasobów i zapewnić sobie większe szanse przeżycia. Patogeny ze ścieżkami quorum-sensing mogą również skuteczniej infekować organizmy gospodarzy, prowadząc do bardziej zabójczych chorób. W rezultacie, aby pomóc zabić lub zapobiec infekcji przez mikroby, które wykorzystują strategie quorum-sensing, należy zidentyfikować nowe sposoby uzupełniania obrony gospodarza.
W skali makroskopowej mechanizmy podobne do quorum-sensing można zaobserwować u organizmów takich jak mrówki i pszczoły. Strategie quorum-sensing mogą być również stosowane w robotyce i technologii komputerowej w czujnikach, samoorganizujących się sieciach i rojach robotów. Technologie te mogą być wykorzystywane do różnych zastosowań, w tym do koordynowania nanobotów medycznych w zabiegach i organizowania robotów humanoidalnych do produkcji i innych procesów.