Nyckelskillnaden mellan kvorumavkänning och kvorumsläckning är att kvorumavkänning är en regleringsmekanism för genuttryck som används av bakterier för att kommunicera med varandra och känna av deras cellpopulationsdensitet, medan kvorumsläckning är en mekanism av bakterier som arbetar mot kvorumavkänning och stoppar virulensgenuttrycket.
Bakterier använder olika mekanismer för att kommunicera med varandra. Dessa kommunikationsmekanismer hjälper dem att känna befolkningstätheterna och att reglera många av deras fysiologiska processer. Quorum sensing är en sådan mekanism som används mycket av bakterier. Kvorumavkänning underlättar inte bara kommunikation och avkänning av befolkningstäthet, utan den spelar också en stor roll för att upprätthålla patogeniciteten hos bakterier gentemot andra värdar som människor. Emellertid är kvorumavkänningsmekanismer problematiska för att kontrollera bakterieinfektioner. Som en lösning kan kvorumsläckning användas. Quorum quenching stör kvorumavkänningen av bakterier och stänger av uttrycket av de patogena generna.
Vad är Quorum Sensing?
Kvorumavkänning är en genregleringsmekanism som används av bakterier. De använder denna mekanism för att kommunicera med bakterieceller och känna av sin egen befolkningstäthet. De producerar och utsöndrar små molekyler som kallas autoinducerare för att känna av befolkningstätheten. Med denna metod reglerar de uttrycket av virulensgener. Dessutom är autoinducerare små diffuserbara signalmolekyler, huvudsakligen N-acyl-homoserin laktoner (AHL). De utlöser uttrycket av virulensgener.
Figur 01: Quorum Sensing
Kvorumavkänning är viktigt för många fysiologiska aktiviteter hos bakterier. Kvorumavkänningsmolekyler inducerar processer som symbios, virulens, kompetens, konjugation, antibiotikaproduktion, motilitet, sporbildning, kvävefixering och biofilmbildning, etc.
Dessutom är kvorumavkänning vanligt hos både gramnegativa och grampositiva bakterier. Men de utsöndrar olika molekyler som autoinducerare. Gramnegativa bakterier förmedlar kvorumavkänning genom acylerade homoserinlaktoner medan grampositiva bakterier förmedlar det genom bearbetade oligopeptider.
Vad är kvorumsläckning?
Quorumsläckning är en naturlig mekanism för bakterier som motverkar bakteriers kvorumavkänningsmekanism. När kvorumavkänning hjälper bakterier att uttrycka virulensgener, hämmar kvorumsläckning det. Således är kvorumsläckning en mekanism som stänger av virulensgenuttrycket i patogena bakterier. Vid kvorumsläckning producerar bakterier enzymer och kemiska inhibitorer för att bryta ned kvorumavkännande molekyler. Vid nedbrytning av autoinducerare förlorar bakterier sin kvorumavkänningsförmåga. Därför stör kvorumsläckning en patogens förmåga att känna av sin celltäthet och inaktivera eller minska förmågan att utlösa det virulenta uttrycket.
Figur 02: Quorumsläckning
Quorumsläckning stoppar kvorumavkänning på flera sätt. Det inaktiverar signaleringsenzymer eller introducerar molekyler som efterliknar signalmolekyler och blockerar deras receptorer. Dessutom bryter släckningsenzymer ned signalmolekyler eller modifierar kvorumavkänningssignaler.
Eftersom kvorumsläckning är en naturlig mekanism kan den utvecklas som ett tillvägagångssätt för att förebygga mikrobiella sjukdomar. Bakteriell kommunikation är en viktig aspekt av bakteriella infektioner. Därför kommer kvorumsläckning att vara en lovande lösning för att störa bakteriell kommunikation och därigenom förhindra bakteriella sjukdomar. Således kan kvorumsläckning enkelt definieras som en form av antivirulens.
Vilka är likheterna mellan kvorumavkänning och kvorumsläckning?
- Båda dessa mekanismer ses främst i bakterier.
- De är också naturliga mekanismer som förekommer i bakterier.
- Dessutom producerar båda processerna enzymer, kemikalier etc. för att förmedla processerna.
Vad är skillnaden mellan kvorumavkänning och kvorumsläckning?
Kvorumavkänning är en process som bakterier använder för att kommunicera med varandra och känna av sin befolkningstäthet. Däremot är kvorumsläckning en process som bakterier använder för att störa kvorumavkänningen. Så detta är den viktigaste skillnaden mellan kvorumavkänning och kvorumsläckning.
En annan signifikant skillnad mellan kvorumavkänning och kvorumsläckning är dessutom att bakterierna utsöndrar autoinducerare eller kvorumavkänningssignaler vid kvorumavkänning, medan bakterier producerar enzymer och kvorumavkänningsinhibitorer vid kvorumsläckning.
Infografiken nedan ger fler jämförelser med avseende på skillnaden mellan kvorumavkänning och kvorumsläckning.
Sammanfattning – Quorum Sensing vs Quorum Quenching
Kvorumavkänning och kvorumsläckning är två naturliga mekanismer som äger rum i bakterier. Quorum sensing underlättar kommunikationen mellan bakterier och avkänning av deras befolkningstäthet. Det sker via små molekyler som kallas autoinducerare. Det är en viktig process för bakterier eftersom det bidrar till symbios, virulens, kompetens, konjugering, antibiotikaproduktion, motilitet, sporbildning, kvävefixering och biofilmbildning, etc. Samtidigt fungerar kvorumsläckning mot kvorumavkänning. Det stör kvorumavkänningen och stänger av virulensgenexpression. Därför är det en antivirulensmekanism. Så, detta är sammanfattningen av skillnaden mellan kvorumavkänning och kvorumsläckning.
