酰基高丝氨酸内酯——细菌与真核生物之间信息交流的介导分子

许多革兰氏阴性细菌利用酰基高丝氨酸内酯（AHLs）作为胞间信号分子协调细菌群体基因的表达，这一AHLs介导的细菌群体感应系统参与细菌多种生理行为和生物学功能的调控.近年来人们研究发现细菌AHLs也能够影响真核基因的表达，真核生物反过来也可能会通过产生AHL类似物或AHL信号通路中的激活剂或拮抗剂与细菌群体感应系统发生相互作用，意味着细菌和真核生物利用酰基高丝氨酸内酯进行某种形式的信息交流.文中介绍了上述各方面的研究进展.     

细菌和真菌群体感应研究进展

群体感应(QS)最初是指一种细菌细胞之间的通讯系统,即细菌通过产生和释放扩散性信号分子来感知细菌群体密的变化,引起特定基因表达,进而协调群体行为以适应环境变化。大量研究表明,群体感应系统控制细菌多种生理行为,如生物膜的形成、毒素基因的表达、生物发光等。近年的研究表明,真菌中也存在类似于细菌群体感应信号分子的调节分子,该调节分子介导着真菌某些生理行为的调节,如菌相转化、霉菌毒素产生、孢子形成等生理行为。本文从细菌群体感应信号分子和群体感应系统的分类及不同真菌中群体感应现象等方面对近年来群体感应的研究进展进行综述,并探讨霉菌群体感应在霉菌毒素研究中的应用。     

群体感应信号分子免疫调控数学模型的渐近分析

细菌能够分泌一种或多种化学物质来控制其毒性因子的表达,这种生理行为称为群体感应(Quorumsensing,QS),而其分泌的化学物质称为群体感应信号分子。群体感应信号分子能够感知和判断菌群密度及周围环境变化,使得细菌在感染机体时不易被免疫系统识别,同时群体感应信号分子对免疫系统还具有免疫调控功能。据此建立了一类数学模型描述群体感应信号分子的免疫调控机理,分析了模型平衡点的存在性及其渐近稳定性,并运用Matcont研究了模型可能的分岔现象。
     

群体感应信号分子免疫调控数学模型的渐近分析

细菌能够分泌一种或多种化学物质来控制其毒性因子的表达,这种生理行为称为群体感应(Quorum sensing,QS),而其分泌的化学物质称为群体感应信号分子。群体感应信号分子能够感知和判断菌群密度及周围环境变化,使得细菌在感染机体时不易被免疫系统识别,同时群体感应信号分子对免疫系统还具有免疫调控功能。据此建立了一类数学模型描述群体感应信号分子的免疫调控机理,分析了模型平衡点的存在性及其渐近稳定性,并运用Matcont研究了模型可能的分岔现象。     

微生物群体感应系统及其在现代食品工业中应用的研究进展

群体感应系统是一种广泛存在于多种微生物中的基因表达调控系统,能够借由对特定信号分子的密度感知实现对相关基因的靶向调控,从而使微生物展现出与低密度条件时截然不同的群体行为以及特性,以此来应对环境的变化。由于群体感应调控存在明显的生物广泛性、机制独特性以及作用高效性,使其成为近年来微生物领域中的研究热点。微生物作为食品工业中的重要研究对象,在食品保鲜,益生菌生产,食品发酵,绿色生物合成,微生物防腐剂及风味剂生产等研究领域中均发挥着至关重要的作用。明悉群体感应系统在上述领域中的作用,有助于推动微生物在食品生产中的进一步应用。着重介绍了群体感应的主要类型及其相关调控机制,并对其在食品腐败中的重要作用以及在未来食品工业中的潜在应用进行了概述;对未来群体感应在食品研究领域的发展进行了展望,旨在为以群体感应为基础的新型食品相关技术的发展提供理论依据。     

近岸海洋细菌的群体感应与生物膜形成关系

检测分离获得的43株海洋细菌的群体感应信号分子及生物膜形成能力,评估细菌群体感应信号分子与生物膜形成能力之间的关系.结果显示,高丝氨酸内酯类化合物活性菌株(10株)中90%的菌株(9株)有很强的生物膜形成能力,且10株中的7株(70%)所形成的生物膜存在明显的细胞团.具有AI-2活性的菌株中67%的菌株具有较强的生物膜形成能力.结果中具有AHLs活性的菌株往往形成强的生物膜,并常能形成较大的细胞团.许多不能产生群体感应信号分子的菌株也具有较强的生物膜形成能力,可见对于环境细菌,群体感应信号分子的存在特别是AHLs的存在,趋向于是细菌生物膜形成的充分非必要条件.     

群体感应介导的溶藻行为对蓝藻水华控制的研究

水体富营养化加剧了蓝藻水华的暴发,生物方法控藻在有效应对蓝藻水华方面具有广阔的前景.在暴发蓝藻水华的水体中存在大量溶藻细菌,其溶藻能力与群体感应作用紧密联系.溶藻细菌通过群体感应调控胞外溶藻物质的分泌,从而实现对蓝藻水华的控制.通过对溶藻菌群体感应系统、蓝藻自身的群体感应及菌藻关系研究现状的综合分析,探讨溶藻细菌群体感...     

细菌群体感应机制与动植物病原菌的致病力

N 酰基高丝氨酸内酯 (AHLs)作为信号分子介导的细菌群体感应机制参与许多生物学功能的调节 ,当侵染动植物寄主组织的病原菌繁殖到一定量时 ,细菌本身产生的AHLs积累到临界浓度 ,AHLs与胞内特异受体结合 ,启动致病因子的表达。利用AHLs降解酶和AHLs类似物的特性 ,干扰和破坏病原菌的AHLs 群体感应机制 ,将为利用现代生物技术防治此类细菌病害开辟了一条全新的途径     

基于群体感应构建的时滞复杂网络的完全同步

根据生物系统中的群体感应思想构造了一种新型时滞复杂动态网络。其特点为网络各节点仅由与外部扩散信号感应的方式连接,感应过程中存在时间延迟。利用Lyapunov稳定性理论证明了当系统参数满足一定条件时,通过控制感应强度可实现网络中各节点运动的完全同步。数值仿真结果表明,该网络可在周期态达到同步,并且随感应强度不同,周期解的复杂程度不同。     

合成生物学研究的特征与趋势———基于CiteSpace 的数据分析

21世纪初以来合成生物学在理论研究和应用研究方面均取得许多瞩目的 研究成果.以WoS(Web of Science)核心合集收录的2000-2019年合成生物学领域4765篇文献为研究对象,利用文献计量法和知识图谱可视化相结合的方法,系统回顾和展望合成生物学相关研究成果.研究结果表明:美国在合成生物学领域起主导作用,2014年开始中国在该领域的贡献度和影响力超过英国,成为第二大贡献国;合成生物学的基础研究、代谢工程、线路工程以及技术应用均取得重要进展,并形成较为完整的学科体系;理论与应用研究协同发展将是合成生物学未来发展的主线.