Feed Planet Magazine Issue-Sayı: 18 May/June - Mayıs/Haziran 2019

ARTICLE • MAKALE 66 FEED PLANET / MAY-JUNE 2019 • MAYIS-HAZİRAN 2019 önleyici bir metotla birleştirdiği için son günlerde giderek daha fazla ilgi gören bir mekanizmadır. Bu durumda quorum sensing nedir? Quorum sensing kabaca bakterilerin ortamdaki popülas- yon yoğunluğunu algılaması olarak tanımlanabilir. 1965 yılında bakteri hücreleri arasındaki iletişimleri ilk kez ele alan çalışmada, Tomasz Streptococcus pneumoniae'deki yeterliliğin düzenlen- mesinin hormon benzeri bir hücre dışı ürünü tarafından destek- lendiğini öne sürdü (Tomasz ve Beiser, 1965). Bununla birlikte, hücreler arası haberleşme sinyali ve eşgüdümlü mikrobiyal grup davranışı, Nealson ve arkadaşları tarafından resmen tespit edildi (Nealson et al., 1970a). Mikrobiyal hücreler arası sinyal, " Quorum sensing " (QS) olarak bilinen ve bu sistem, mikroorganizmaların kendi nüfus yoğunluğunu algılamasını sağlar. Biyolüminesans, antibiyotik üretimi, konjugatif DNA transferi, sporülasyon, virülans, biyofilm oluşumu vb. Süreçleri senkronize etmek için harici sinyaller (oto- endüktörler olarak bilinir) bir eşik veya "quorum"a ulaştığında bir dizi hedef gen etkinleştirilir veya bastırılır. En bilinen otoendüktör N-asil homoserin laktondur (AHL). Gram negatif bakterilerin çevredeki değişikliklere uyum sağla- masına yardımcı mekanizmaları düzenlemek için çeşitli AHL'leri kullandıkları yaygın olarak kabul gören bir yaklaşımdır. AHL sin- yalleri, yalnızca belirli yeter sayıyı algılama süreçlerine aracılık et- mek amacıyla üretilen özel moleküller gibi görünür. Farklı AHL'ler genellikle değişken uzunlukta, doygunluk seviyesinde ve oksi- dasyon durumunda asil zincirlerle karakterize edilir. AHL'ye bağlı quorum sensing sistemlerinde, kopyalanabilir aktivatör proteini- nin kendi kökenli AHL'si için spesifikliği hem de asil yan zincirinin uzunluğuna hem de HSL halkasının ß konumundaki kimyasal modifikasyona bağlıdır. Bu otoendüktörler, hücre dışı proteaz- ların, hemolizinin ve sitotoksik aktiviteye katkıda bulunan diğer hücre dışı faktörlerin üretilmesinden sorumlu virulens genlerinin ekspresyonunu düzenler. Bazı bileşikler, iletişimi engelleyebilir, quorum sensing’i bozabilir, bu etki quorum quencing (QQ) ola- rak bilinir. Quorum sensing sistemi ile müdahale, geleneksel antibiyotik- lerin alması için potansiyel bir stratejidir. Çünkü quorum quenc- hing, patojenleri öldürmeyi veya hücre büyümesini sınırlamayı değil patojenik genlerin ekspresyonunu durdurmayı hedefle- mektedir. Bu nedenle, organizmalar üzerinde bir seçme baskısı oluşturmazlar ve bunun sonucu olarak direnç oluşumunu teşvik etmezler. QQ, bir patojenin hücre yoğunluğunu algılama yete- neğini bozmak ve hastalık yapma kabiliyetini ortadan kaldırmak ya da azaltmak için bir teknik olarak kullanılabilir. Bu yetenek, konukçunun, normal bağışıklık sistemi işlevi ile patojenleri do- ğal yolla yok etmesi için gerekli zamanı sağlar. Ek olarak, AHL aracılıklı sinyal mekanizmaları, birçok patojen bakteride yaygın olarak ve yüksek oranda bulunmaktadır. Bu mekanizma yeni en- feksiyonları önleyici tedavi metotlarının geliştirilmesi konusunda cazibesini sürdürmektedir. mechanism that is getting more and more attention in re- cent days as it conjugates pathogens’ control with a non resistance promoting therapy. But what is quorum sensing? The first indication of bac- terial cell-cell communication was introduced in 1965, when Tomasz suggested that the regulation of com- petence in Streptococcus pneumoniae was aided by a hormone-like extracellular product (Tomasz and Beiser, 1965). However, cell-cell signaling and coordinated micro- bial group behavior was officially ascertained by Nealson and co-workers, who reported that the bioluminescence developed by the marine bacterium Vibrio fischeri (formerly Photobacterium fischeri) in its symbiotic relationship with the Hawaiian squid Euprymna scolopes was controlled by one or more signaling molecules accumulating in the ex- tracellular milieu as a function of cell growth (Nealson et al., 1970a). V. fischeri colonize the light organ of the squid, where the cell density reaches 1010-1011 cells/ml, then the signal molecules can accumulate to an adequate con- centration to trigger the transcription of genes encoding luminescence enzymes. Microbial cell-cell signalling is known as “quorum sens- ing” (QS), and this system allows microorganisms to sense its own population density. When the external signals (known as auto inducers) reaches a threshold or “quorum” a number of target genes are activated or repressed in order to synchronize processes such as bioluminescence, antibiotic production, conjugative DNA transfer, sporula- tion, virulence, biofilm formation, etc. The best-known auto inducer is N-acylhomoserine lac- tone (AHL). It has been widely accepted that Gram-negative bacteria utilize various AHLs to regulate the mechanisms that help them to adapt to changes in the environment. AHL signals appear to be dedicated molecules produced with the sole purpose of mediating specific quorum sens- ing processes. Different AHLs are usually characterized by acyl chains with variable length, saturation level and oxidation state. In AHL-dependent quorum sensing sys- tems, the specificity of the transcriptional activator protein for its cognate AHL depends on both the length of the acyl side chain and chemical modification at the ß-position of the HSL ring. It is also well known, that this auto inducers regulate the expression of virulence genes responsible for the production of extracellular proteases, hemolysin and other extracellular factors contributing to cytotoxic activity. Some compounds are able to hindering the communi- cation, disrupting the quorum sensing, this effect is known as quorum quenching (QQ). The interference with the quorum sensing system is a