Quorum sensing, mecanismo pelo qual as bactérias regulam a expressão gênica de acordo com a densidade populacional, através do uso de moléculas de sinal. A detecção de quorum permite que as populações de bactérias comuniquem e coordenem o comportamento do grupo e é comumente usada por patógenos (organismos causadores de doenças) em processos de doenças e infecções. A actividade bacteriana envolvendo a detecção do quórum foi observada pela primeira vez em meados dos anos 60 pelo microbiologista nascido na Hungria Alexander Tomasz nos seus estudos sobre a capacidade do Pneumococcus (mais tarde conhecido como Streptococcus pneumoniae) de absorver DNA livre do seu ambiente.
A.W. Rakosy/Encyclopædia Britannica, Inc.
Vias padrão de detecção de quorum consistem em populações de bactérias, moléculas de sinal e genes comportamentais. As moléculas de sinal, conhecidas como auto-indutores, são secretadas no ambiente pelas bactérias e aumentam gradualmente na concentração à medida que a população de bactérias cresce. Após atingir um certo limiar de concentração, as moléculas tornam-se detectáveis pelas populações de bactérias, que depois activam os genes de resposta correspondentes que regulam vários comportamentos, tais como virulência, transferência horizontal de genes, formação de biofilme e competência (a capacidade de absorver o ADN). Como muitos destes processos são eficazes apenas em determinados tamanhos de população, a detecção do quórum é um mecanismo chave de coordenação de comportamento em muitos micróbios.
Embora a detecção do quórum seja comum entre as bactérias, o sistema de detecção preciso e a classe de compostos quorum-sensing utilizados podem ser diferentes. Além disso, a forma como diferentes tipos de bactérias aplicam a detecção do quorum varia muito. Por exemplo, a bactéria Pseudomonas aeruginosa, que pode causar pneumonia e infecções no sangue, utiliza a detecção do quórum para regular os mecanismos da doença. Ao permanecerem relativamente inofensivas até que o tamanho da população seja suficiente, as bactérias são capazes de sobrecarregar as defesas do hospedeiro com a activação dos genes que regulam a formação do biofilme e a virulência. Em outros organismos, a detecção do quórum é usada para processos simbióticos e crescimento celular; um exemplo é o mecanismo de fixação de nitrogênio da bactéria Rhizobium leguminosarum.
As habilidades de comunicação oferecidas pela detecção do quórum são altamente úteis para as bactérias, pois permitem que populações de bactérias adquiram características encontradas em plantas, animais e outros organismos de nível superior. Estas capacidades, incluindo a comunicação em grupo e a sincronização de comportamentos, permitem que as populações de bactérias se desenvolvam mais rapidamente, obtenham acesso a mais recursos e garantam melhores hipóteses de sobrevivência. Os agentes patogénicos com vias de detecção de quorum também podem infectar organismos hospedeiros de forma mais eficaz, levando a doenças mais mortais. Como resultado, para ajudar a matar ou prevenir infecções por micróbios que usam estratégias de detecção de quórum, novas formas de complementar as defesas do hospedeiro devem ser identificadas.
Na escala macroscópica, mecanismos semelhantes ao quorum sensing podem ser observados em organismos como formigas e abelhas. Estratégias de sensoriamento do quorum também podem ser aplicadas à robótica e à tecnologia informática em sensores, redes auto-organizadas e enxames de robôs. Estas tecnologias podem ser usadas para várias aplicações, incluindo a coordenação de nanobots médicos em tratamentos e a organização de robôs humanóides para fabricação e outros processos.