Quorum sensing

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quorum sensing에 대한 보고서

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Bacteria는 일반적으로 환경에 대처하기 위한 반응으로 cell-cell signaling을 하며 여기에서 독특한 방법을 취한다. 그것은 환경의 변화에 반응하며 특정한 molecules를 합성하여 extracellular로 배출하고 uptake하는 방법을 사용하여 서로 communication하는 것인데, 이러한 signaling을 Quorum Sensing이라고 한다. 즉, Quorum sensing은 세균들의 개체군의 밀도를 최소한도로 유지하거나 활발한 증식을 유발하게 하여 적당한 수를 이루게 하고 그 유전자발현을 조절하는 현상이다. 이때 signaling을 매개하는 molecules을 autoinducer라고 하는데, 세균들은 개체군 밀도의 증가에 수반하여 autoinducer 또는 pheromone이라 지칭하는 저분자 물질들을 세포 외에 생산 및 축적하고, 이 물질의 농도가 일정수준 이상이 되면 유전자 발현을 유도한다.
Quorum Sensing이란 용어가 붙게 된 배경은 이들의 독특한 signaling 특성 때문이다. Quorum이란 정족수를 뜻하는 단어로, bacteria의 개체수가 얼마되지 않을 때는 이런 signaling이 일어나지 않으나, 개체수가 증가하여 autoinducer의 농도가 일정수준 이상이 되면 자신들의 개체밀도를 감지하게 된다. 따라서 Quorum이란 단어가 쓰인 것은 이런 signaling이 기본적으로 개체수 감지를 위한 것이기 때문이다. 그러나 최근 들어 bacteria는 Quorum Sensing을 통하여 개체수 뿐만 아니라, 스트레스를 비롯한 주변 환경의 변화를 감지하여 cell이 이에 적응할 수 있도록 도와준다는 결과가 발표되고 있다. 이런 환경 변화의 예로는 nutrient 부족, 같은 nutrient를 사용하는 미생물과의 경쟁, 주변 toxic compound의 증가 등이 있다.
이 quorum sensing의 결과물로서 세균들은 다양한 생리활성을 나타내며, 그 중에는 공생, 발병력, 경쟁, 접합, 항생제 생산, 이동능, 포자 생성, 생물막 형성과 같은 것이 있다.

참고 자료

http://mollie.berkeley.edu/~courses/pmb148/quorum_sensing.htm
http://www.che.caltech.edu/groups/fha/circuits.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Quorum_sensing