The free-living photoheterotrophic Gram-negative bacterium Rhodobacter sphaeroides possesses a quorum-sensing (QS) regulatory system mediated by CerR-CerI, a member of the LuxR-LuxI family. To identify the genes affected by the regulatory system, random lacZ fusions were generated in the genome of R. sphaeroides strain 2.4.1 using a promoter-trapping vector, pSG2. About 20,000 clones were screened and 23 showed a significantly different level of ${\beta}$-gal activities upon the addition of synthetic 7,8-cis-N-tetradecenoyl-homoserine lactone (RAI). Among these 23 clones, the clone showing the highest level of induction was selected for further study, where about a ten-fold increase of ${\beta}$-gal activity was exhibited in the presence of RAI and induction was shown to be required for cerR. In this clone, the lacZ reporter was inserted in a putative gene that exhibited a low homology with catD. A genetic analysis showed that the expression of the catD homolog was initiated from a promoter of another gene present upstream of the catD. This upstream gene showed a strong homology with luxR and hence was named qsrR (quorum-sensing regulation regulator). A comparison of the total protein expression profiles for the wild-type cells and qsrR-null mutant cells using two-dimensional gel electrophoresis and a MALDI-TOF analysis allowed the identification of sets of genes modulated by the luxR homolog.
Ryu, Choong-Min;Choi, Hye Kyung;Lee, Chi-Ho;Murphy, John F.;Lee, Jung-Kee;Kloepper, Joseph W.
The Plant Pathology Journal
/
v.29
no.2
/
pp.182-192
/
2013
Numerous root-associated bacteria (rhizobacteria) are known to elicit induced systemic resistance (ISR) in plants. Bacterial cell-density-dependent quorum sensing (QS) is thought to be important for ISR. Here, we investigated the role of QS in the ISR elicited by the rhizobacterium, Serratia marcescens strain 90-166, in tobacco. Since S. marcescens 90-166 produces at least three QS signals, QS-mediated ISR in strain 90-166 has been difficult to understand. Therefore, we investigated the ISR capacity of two transgenic tobacco (Nicotiana tabacum) plants that contained either bacterial acylhomoserine lactone-producing (AHL) or -degrading (AiiA) genes in conjunction with S. marcescens 90-166 to induce resistance against bacterial and viral pathogens. Root application of S. marcescens 90-166 increased ISR to the bacterial pathogens, Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum and Pseudomonas syringae pv. tabaci, in AHL plants and decreased ISR in AiiA plants. In contrast, ISR to Cucumber mosaic virus was reduced in AHL plants treated with S. marcescens 90-166 but enhanced in AiiA plants. Taken together, these data indicate that QS-dependent ISR is elicited by S. marcescens 90-166 in a pathogen-dependent manner. This study provides insight into QS-dependent ISR in tobacco elicited by S. marcescens 90-166.
Katie Lawther;Fernanda Godoy Santos;Linda B Oyama;Sharon A Huws
Animal Bioscience
/
v.37
no.2_spc
/
pp.337-345
/
2024
Ruminants possess a specialized four-compartment forestomach, consisting of the reticulum, rumen, omasum, and abomasum. The rumen, the primary fermentative chamber, harbours a dynamic ecosystem comprising bacteria, protozoa, fungi, archaea, and bacteriophages. These microorganisms engage in diverse ecological interactions within the rumen microbiome, primarily benefiting the host animal by deriving energy from plant material breakdown. These interactions encompass symbiosis, such as mutualism and commensalism, as well as parasitism, predation, and competition. These ecological interactions are dependent on many factors, including the production of diverse molecules, such as those involved in quorum sensing (QS). QS is a density-dependent signalling mechanism involving the release of autoinducer (AIs) compounds, when cell density increases AIs bind to receptors causing the altered expression of certain genes. These AIs are classified as mainly being N-acyl-homoserine lactones (AHL; commonly used by Gram-negative bacteria) or autoinducer-2 based systems (AI-2; used by Gram-positive and Gram-negative bacteria); although other less common AI systems exist. Most of our understanding of QS at a gene-level comes from pure culture in vitro studies using bacterial pathogens, with much being unknown on a commensal bacterial and ecosystem level, especially in the context of the rumen microbiome. A small number of studies have explored QS in the rumen using 'omic' technologies, revealing a prevalence of AI-2 QS systems among rumen bacteria. Nevertheless, the implications of these signalling systems on gene regulation, rumen ecology, and ruminant characteristics are largely uncharted territory. Metatranscriptome data tracking the colonization of perennial ryegrass by rumen microbes suggest that these chemicals may influence transitions in bacterial diversity during colonization. The likelihood of undiscovered chemicals within the rumen microbial arsenal is high, with the identified chemicals representing only the tip of the iceberg. A comprehensive grasp of rumen microbial chemical signalling is crucial for addressing the challenges of food security and climate targets.
Several soil bacteria were found to degrade N-Acylhomoserine lactones (NAHLs), thereby interfering with the bacterial quorum sensing system. In this research, fifteen strains of NAHL degrading rhizobacteria were isolated from potato rhizosphere. Based on phenotypic characteristics and 16S rDNA sequence analyses, the strains were identified as members of genera Bacillus, Streptomyces, Arthrobacter, Pseudomonas and Mesorhizobium. All tested isolates were capable to degrade both synthetic and natural NAHL produced by Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (Pcc) strain EMPCC. In quorum quenching experiments selected isolates, especially Mesorhizobium sp., were markedly reduced the pathogenicity of Pcc strain EMPCC in potato tubers and totally suppressed tissue maceration on potato tubers. These led to consider the latter as a useful biocontrol agent against Pectobacterium spp.
Rhizobium and related genera are soil bacteria with great metabolic plasticity. These microorganisms survive in many different environments and are capable of eliciting the formation of nitrogen-fixing nodules on legumes. The successful establishment of symbiosis is precisely regulated and requires a series of signal exchanges between the two partners. Quorum sensing (QS) is a prevalent form of population density-dependent gene regulation. Recently, increasing evidence indicates that rhizobial quorum sensing provides a pervasive regulatory network, which plays a more generalized role in the physiological activity of free-living rhizobia, as well as during symbiosis. Several rhizobia utilize multiple, overlapping quorum sensing systems to regulate diverse properties, including conjugal transfer and copy number control of plasmids, exopolysaccharide biosynthesis, rhizosphere-related functions, and cell growth. Genomic and proteomic analyses have begun to reveal the wide range of functions under quorum-sensing control.
Many bacteria monitor their population density and control the expression of specialized gene sets in response to bacterial cell density based on a mechanism referred to as quorum sensing. In all cases, quorum sensing involves the production and detection of extracellular signaling molecules, auto inducers, as which Gram-negative and Gram-positive bacteria use most prevalently acylated homoserine lactones and processed oligo-peptides, respectively. Through quorum-sensing communication circuits, bacteria regulate a diverse array of physiological functions, including virulence, symbiosis, competence, conjugation, antibiotic production, motility, sporulation, and biofilm formation. Many pathogens have evolved quorum-sensing mechanisms to mount population-density-dependent attacks to over-whelm the defense responses of plants, animals, and humans. Since these AHL-mediated signaling mechanisms are widespread and highly conserved in many pathogenic bacteria, the disruption of quorum-sensing system might be an attractive target for novel anti-infective therapy. To control AHL-mediated pathogenicity, several promising strategies to disrupt bacterial quorum sensing have been reported, and several chemicals and enzymes have been also investigated for years. These studies indicate that anti-quorum sensing strategies could be developed as possible alternatives of antibiotics.
Acylated homoserine lactones (AHLs) are membrane-permeant signal molecules responsible for biofilm formation of gram-negative bacteria via a unique mechanism known as quorum sensing. A target specific bioassay employing the AHL-responsive Agrobacterium tumefaciens reporter strain has been developed to identify new AHL-like compounds from natural products, which could be developed into antifouling compounds. By varying the X-gal concentration, incubation time, solvent for sample preparation and the sample loading procedure, it was possible to detect low level AHLs up to $10^1nM$. The length of the acyl chain of the AHLs was found to affect the sensitivity of this bioassay.
Kim, Young-Hee;Lee, Jae-Geun;Park, Sung-Hoon;Kim, Jung-Sun
Proceedings of the PSK Conference
/
2003.04a
/
pp.224.1-224.1
/
2003
Recent studies have revealed that bacterial biofilm production by the gram-negative bacteria is regulated by the quorum sensing signaling molecules, AHLs (N-acyl homoserine lactones). This suggests that inhibiting the AHLs could enhance the effects of antibacterial agents. Halogenated furanones purified from the red algae Delisea pulchra have been known to decrease quorum sensing responses by competitive inhibition of the AHLs. (omitted)
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
/
v.16
no.4
/
pp.251-261
/
1987
This study was attempted to increase the production of L-Threonine by Brevibacterium Flavum ATCC 14067, To select the strain which produce the highest threonine, mutants ere induced by N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine treatment. The composition of media and cultural condition for its overproduction of threonine were also studied. In a threonine producer, strain B-13(Met-) was the strain producing the highest amount of threonige among methionine, lysine and isoleucine auxotrophs. The following results were obtained. 1. The wild strain and B-13(Met-) produced threonine 1.4mg/ml and 4.86mg/ml , respectively. 2. The optimum composition of medium for producing threonine by Brevibacterium Flavum B-13 was glucose 10%, ammonium sulfate 4%, potassium phosphate monobasic 0.2%, magnesium sulfate 0.05%, biotin $200{\mu}l$, thiamine $300{\mu}l$. Addition of nicotinic acid also led to increase L-threonine production. 3. In addition of organic nutrients to the fermentation medium, peptone n'ere effective and addition of methionine $100{\mu}g/ml$ produced the highest amount of L-Threonine. Aspartic acid and homoserine were also effective when these amino acid were added to the fermentstion medium. 4. Cultural conditon on threonine production by B-16 were investigated. The optimum pH was 7.0-8.0. The highest amount of threnine was produced after 4 days of cultural period.
Quorum sensing (QS) is a cell-to-cell communication system, which is used by many bacteria to regulate diverse gene expression in response to changes in population density. Bacteria recognize the differences in cell density by sensing the concentration of signal molecules such as N-acyl-homoserine lactones (AHL) and autoinducer-2 (AI-2). In particular, QS plays a key role in biofilm formation, which is a specific bacterial group behavior. Biofilms are dense aggregates of packed microbial communities that grow on surfaces, and are embedded in a self-produced matrix of extracellular polymeric substances (EPS). QS regulates biofilm dispersal as well as the production of EPS. In some bacteria, biofilm formations are regulated by c-di-GMP-mediated signaling as well as QS, thus the two signaling systems are mutually connected. Biofilms are one of the major virulence factors in pathogenic bacteria. In addition, they cause numerous problems in industrial fields, such as the biofouling of pipes, tanks and membrane bioreactors (MBR). Therefore, the interference of QS, referred to as quorum quenching (QQ) has received a great deal of attention. To inhibit biofilm formation, several strategies to disrupt bacterial QS have been reported, and many enzymes which can degrade or modify the signal molecule AHL have been studied. QQ enzymes, such as AHL-lactonase, AHL-acylase, and oxidoreductases may offer great potential for the effective control of biofilm formation and membrane biofouling in the future. This review describes the process of bacterial QS, biofilm formation, and the close relationship between them. Finally, QQ enzymes and their applications for the reduction of biofouling are also discussed.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.