Quorum sensing, mekanism genom vilken bakterier reglerar genuttrycket i enlighet med befolkningstätheten med hjälp av signalmolekyler. Quorum sensing gör det möjligt för bakteriepopulationer att kommunicera och samordna gruppbeteende och används vanligen av patogener (sjukdomsframkallande organismer) i sjukdoms- och infektionsprocesser. Bakterieaktivitet som involverar quorum sensing observerades för första gången i mitten av 1960-talet av den ungerskfödde mikrobiologen Alexander Tomasz i samband med hans studier av Pneumococcus (senare känd som Streptococcus pneumoniae) förmåga att ta upp fritt DNA från sin omgivning.
A.W. Rakosy/Encyclopædia Britannica, Inc.
Standardvägar för quorum-sensing består av bakteriepopulationer, signalmolekyler och beteendegener. Signalmolekylerna, så kallade autoinducerare, utsöndras i miljön av bakterier och ökar gradvis i koncentration när bakteriepopulationen växer. Efter att ha nått en viss koncentrationströskel blir molekylerna detekterbara för bakteriepopulationer, som då aktiverar motsvarande responsgener som reglerar olika beteenden, t.ex. virulens, horisontell genöverföring, biofilmsbildning och kompetens (förmågan att ta upp DNA). Eftersom många av dessa processer är effektiva endast vid vissa populationsstorlekar är quorum sensing en viktig mekanism för beteendekoordinering hos många mikrober.
Och även om quorum sensing är vanligt bland bakterier kan det exakta sensorsystemet och klassen av quorum-sensing-föreningar som används skilja sig åt. Dessutom varierar det sätt på vilket olika typer av bakterier tillämpar quorum sensing mycket. Till exempel använder bakterien Pseudomonas aeruginosa, som kan orsaka lunginflammation och blodinfektioner, quorum sensing för att reglera sjukdomsmekanismer. Genom att förbli relativt ofarliga tills populationsstorleken är tillräcklig kan bakterierna överväldiga värdförsvaret genom att aktivera gener som reglerar biofilmsbildning och virulens. I andra organismer används quorum sensing för symbiotiska processer och celltillväxt; ett exempel är kvävefixeringsmekanismen hos bakterien Rhizobium leguminosarum.
Den kommunikationsförmåga som quorum sensing erbjuder är mycket användbar för bakterier, eftersom den gör det möjligt för bakteriepopulationer att förvärva egenskaper som finns hos växter, djur och andra organismer på högre nivå. Dessa förmågor, inklusive gruppkommunikation och beteendesynkronisering, gör det möjligt för bakteriepopulationer att utvecklas snabbare, få tillgång till fler resurser och säkra bättre chanser till överlevnad. Patogener med quorum-sensing-vägar kan också infektera värdorganismer mer effektivt, vilket leder till dödligare sjukdomar. För att hjälpa till att döda eller förhindra infektion av mikrober som använder sig av quorum-sensing-strategier måste därför nya sätt att komplettera värdens försvar identifieras.
På makroskopisk skala kan mekanismer som liknar quorum sensing observeras hos organismer som myror och bin. Quorum-sensing-strategier kan också tillämpas inom robotik och datorteknik i sensorer, självorganiserande nätverk och robotsvärmar. Dessa tekniker kan användas för olika tillämpningar, bland annat för att samordna medicinska nanorobotar i behandlingar och för att organisera humanoida robotar för tillverkning och andra processer.