חישת מניין
חישת מניין, בעבר כונה חישת צפיפות או חישת סף (באנגלית: Quorum sensing), יכולת של אורגניזמים לתקשר ולתאם התנהגות באמצעות מולקולות איתות. התופעה נצפתה לראשונה בחיידקי Vibrio fischeri, חיידקים ביולומינסנטיים החיים בסימביוזה עם מינים מסדרת Sepiolida.
בעוד שהתופעה הביולוגית מוכרת מאז שנות ה-60 המאוחרות, השימוש הראשון בביטוי 'quorum sensing' היה במאמר[1] משנת 1994 שם נרשם:
"As described at the outset, certain bacterial behaviors can be performed efficiently only by a sufficiently large population of bacteria.We describe this minimum behavioral unit as a quorum of bacteria"
חישת מניין מאפשרת לחיידקים השייכים לאותו מין, או החיים באותה סביבה (כדוגמת חיידקי פה), לשנות התנהגות או לפעול בתיאום בהתאם למספרם. כך למשל, החיידק הסתגלני Pseudomonas aeruginosa, יכול לגדול במארח בלי להזיק לו, עד הגיעו לריכוז מסוים, בו הופכים החיידקים ל"תוקפניים", והם יוצרים ביופילם ומפרישים רעלנים ואנזימים הגורמים למחלה במאכסן.
חיידקים בעלי חישת מניין מייצרים ומפרישים תרכובות איתות (הקרויות משרנים עצמיים, autoinducers), כדוגמת N-אציל הומוסרין לקטון (AHL). לחיידקים אלו יש גם קולטנים המסוגלים לזהות באופן ספציפי את המשרן. כאשר המשרן נקשר לקולטן, הוא גורם לשעתוק של גנים מסוימים, בהם גנים לסינתזה של המשרן.
החיידקים מייצרים באופן קבוע מעט מולקולות משרן. כאשר נמצאים בסביבה רק חיידקים בודדים, ריכוז המשרן בסביבתם נמוך, והסיכוי שהמשרן העצמי ייקשר לקולטנים של החיידקים נמוך. כאשר נמצאים חיידקים רבים באותה סביבה, עולה ריכוז המשרן העצמי כך שמולקולת המשרן מגיבות עם הקולטנים. כתוצאה מכך מופעל תהליך איתות, שכתוצאה ממנו מתבטאים הגנים המתאימים, כדוגמת לוציפראז ב-Vibrio fischeri.
כיום ידוע כי ישנם גם משרנים עצמיים שאינם ספציפיים למין מסוים (AI2). הדעה הרווחת היא, שתפקידם לאותת על כמות החיידקים הכוללת בסביבת הגידול. כמו כן עקב היות מולקולות המשרן מטבוליט של החיידקים, הן מצביעות לא רק על ריכוז החיידקים בסביבה, אלא גם על רמת המטבוליזם שלהם. תופעה דומה בקרב רב תאיים היא "נחיליות", בה חרקים שונים מתנהגים אחרת ואף משתנים מורפולוגית כאשר צפיפותם גבוהה. הדוגמה המובהקת היא ארבה.
קישורים חיצוניים
הערות שוליים
- ^ Fuqua, W.C., Winans, S.C. & Peter Greenberg, Quorum Sensing in Bacteria: the LuxR-LuxI Family of Cell Density-Responsive Transcriptional Regulators, JOURNAL OF BACTERIOLOGY 176(2), 1994, עמ' pp.269–275
25104804חישת מניין