Het belangrijkste verschil tussen quorum sensing en quorum quenching is dat quorum sensing een genexpressieregulatiemechanisme is dat door bacteriën wordt gebruikt om met elkaar te communiceren en hun celpopulatiedichtheid te voelen, terwijl quorum quenching een mechanisme van bacteriën is dat werkt tegen de quorum sensing en stopt de virulentie-genexpressie.
Bacteriën gebruiken verschillende mechanismen om met elkaar te communiceren. Deze communicatiemechanismen helpen hen de bevolkingsdichtheid te voelen en veel van hun fysiologische processen te reguleren. Quorum sensing is zo'n mechanisme dat intensief door bacteriën wordt gebruikt. Quorum sensing vergemakkelijkt niet alleen de communicatie en het waarnemen van de bevolkingsdichtheid, maar het speelt ook een grote rol bij het in stand houden van de pathogeniteit van bacteriën ten opzichte van andere gastheren, zoals de mens. Quorumdetectiemechanismen zijn echter problematisch bij het beheersen van bacteriële infecties. Als oplossing kan quorumquenching worden gebruikt. Quorumuitdoving verstoort de quorumwaarneming van bacteriën en stopt de expressie van de pathogene genen.
Wat is Quorum Sensing?
Quorum sensing is een genregulatiemechanisme dat door bacteriën wordt gebruikt. Ze gebruiken dit mechanisme om met bacteriële cellen te communiceren en hun eigen bevolkingsdichtheid te voelen. Ze produceren en scheiden kleine moleculen uit die bekend staan als auto-inducers om de bevolkingsdichtheid te voelen. Met behulp van deze methode reguleren ze de expressie van virulentiegenen. Bovendien zijn autoinducers kleine diffundeerbare signaalmoleculen, voornamelijk N-acyl-homoserinelactonen (AHL). Ze triggeren de expressie van virulentiegenen.
Figuur 01: Quorum Sensing
Quorum-detectie is belangrijk voor veel fysiologische activiteiten van bacteriën. Quorum sensing moleculen induceren processen zoals symbiose, virulentie, competentie, conjugatie, antibioticaproductie, motiliteit, sporulatie, stikstoffixatie en biofilmvorming, enz.
Bovendien komt quorumdetectie veel voor bij zowel gramnegatieve als grampositieve bacteriën. Ze scheiden echter verschillende moleculen uit als auto-inductoren. Gram-negatieve bacteriën mediëren quorum-sensing via geacyleerde homoserinelactonen, terwijl gram-positieve bacteriën het mediëren via bewerkte oligo-peptiden.
Wat is Quorum Quenching?
Quorum-quenching is een natuurlijk mechanisme van bacteriën dat het quorum-waarnemingsmechanisme van bacteriën tegenwerkt. Wanneer quorum sensing bacteriën helpt om virulentiegenen tot expressie te brengen, remt quorum quenching dit. Quorumuitdoving is dus een mechanisme dat de virulentiegenexpressie in pathogene bacteriën afsluit. Bij quorum quenching produceren bacteriën enzymen en chemische remmers om quorum sensing moleculen af te breken. Bij degradatie van auto-inductoren verliezen bacteriën hun quorumwaarnemingsvermogen. Daarom verstoort het uitdoven van het quorum het vermogen van een pathogeen om zijn celdichtheid te voelen en het vermogen om de virulente expressie teweeg te brengen, uit te schakelen of te verminderen.
Figuur 02: Quorum blussen
Quorumuitdoving stopt quorumwaarneming op verschillende manieren. Het inactiveert signaalenzymen of introduceert moleculen die signaalmoleculen nabootsen en hun receptoren blokkeert. Bovendien degraderen quenching-enzymen signaalmoleculen of wijzigen ze quorumdetectiesignalen.
Aangezien het uitdoven van het quorum een natuurlijk mechanisme is, kan het worden ontwikkeld als een aanpak om microbiële ziekten te voorkomen. Bacteriële communicatie is een belangrijk aspect van bacteriële infecties. Daarom zal quorumquenching een veelbelovende oplossing zijn voor het verstoren van bacteriële communicatie, waardoor bacteriële ziekten worden voorkomen. Quorumuitdoving kan dus eenvoudig worden gedefinieerd als een vorm van antivirulentie.
Wat zijn de overeenkomsten tussen Quorum Sensing en Quorum Quenching?
- Beide mechanismen komen voornamelijk voor bij bacteriën.
- Het zijn ook natuurlijke mechanismen die voorkomen in bacteriën.
- Bovendien produceren beide processen enzymen, chemicaliën, enz. om de processen te bemiddelen.
Wat is het verschil tussen Quorum Sensing en Quorum Quenching?
Quorumdetectie is een proces dat bacteriën gebruiken om met elkaar te communiceren en hun bevolkingsdichtheid te voelen. Quorum quenching daarentegen is een proces dat bacteriën gebruiken om quorum sensing te verstoren. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen quorumwaarneming en quorumuitdoving.
Bovendien is een ander significant verschil tussen quorum sensing en quorum quenching dat de bacteriën auto-inducers of quorum sensing signalen afscheiden in quorum sensing, terwijl bacteriën enzymen en quorum sensing remmers produceren bij quorum quenching.
Onderstaande infographic biedt meer vergelijkingen met betrekking tot het verschil tussen quorum sensing en quorum quenching.
Samenvatting – Quorum Sensing vs Quorum Quenching
Quorum sensing en quorum quenching zijn twee natuurlijke mechanismen die plaatsvinden in bacteriën. Quorum sensing vergemakkelijkt de communicatie tussen bacteriën en het waarnemen van hun bevolkingsdichtheid. Het gebeurt via kleine moleculen die auto-inducers worden genoemd. Het is een belangrijk proces voor bacteriën omdat het helpt bij symbiose, virulentie, competentie, conjugatie, antibioticaproductie, motiliteit, sporulatie, stikstoffixatie en biofilmvorming, enz. Ondertussen werkt quorumuitdoving tegen quorumwaarneming. Het verstoort quorum sensing en sluit virulentie-genexpressie af. Daarom is het een antivirulentiemechanisme. Dit is dus de samenvatting van het verschil tussen quorumdetectie en quorumquenching.
