Quorum sensing: caratteristiche e processi che regola

I microrganismi sono chiamati continuamente a rispondere e ad adattarsi ai cambiamenti nel loro ambiente naturale. Alcune di queste strategie di adattamento si realizzano a livello di popolazione microbica nel suo insieme, in una risposta coordinata e mediata da meccanismi di comunicazione intercellulare.

Quorum sensing: un processo di comunicazione intercellulare

Il processo di comunicazione intercellulare meglio compreso è la risposta adattativa di una popolazione microbica all’alta densità cellulare, ossia il quorum sensing (letteralmente vuol dire percepire la quantità di individui intorno a sé).

Il quorum sensing è stato scoperto per caso, perché si vedeva che c’era luminescenza nei sacculi del calamaro. Analizzando il motivo per cui c’era questa luminescenza si vide che derivava dalla presenza di alcuni batteri.
Nel fenomeno della luminescenza sia i batteri che i calamari hanno dei vantaggi: i primi si trovano circondati da materia organica, mentre i secondi possono allontanare i predatori.



Il fenomeno della bioluminescenza è regolato dal quorum sensing, in pratica quando la densità cellulare è elevata i batteri comunicano tra di loro e attivano la luminescenza.
Solo se c’è una densità batterica elevata viene attivato il quorum sensing, se la densità batterica è bassa attivarlo sarebbe solo un costo energetico e non ci sarebbe nessun vantaggio a livello individuale e di popolazione.

Processi regolati o attivati dal quorum sensing

Con il fenomeno del quorum sensing funzionano molti altri meccanismi come:

  • La competenza.
  • La produzione di antibiotici: solo quando tanti batteri producono antibiotici ci potrà essere un effetto positivo, altrimenti non ci sarebbe un effetto visibile nei confronti di un’altra popolazione batterica.
  • I fattori di virulenza: stesso discorso per gli antibiotici.
  • La divisione cellulare: se il numero di batteri è troppo elevato rispetto alle risorse disponibili viene inibita la divisione cellulare.
  • Trasferimento genetico: la trasformazione, la coniugazione e la trasduzione vengono attivati quando la popolazione è elevata perché lo scambio di materiale genetico tra batteri può aiutare la popolazione in difficoltà a sopravvivere.
  • Formazione di biofilm

Tutti questi meccanismi sono quorum-sensing dipendenti.



Cos’è, quindi, il quorum sensing?

Il quorum sensing è un sistema di regolazione trascrizionale dipendente dalla densità cellulare, ovvero un meccanismo che molte cellule batteriche della stessa specie utilizzano per comunicare tra di loro.

Quorum sensing in Gram+ e Gram-

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