经·典·文·献·导·读
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利用功能性宏基因组分析硝化菌群中的群体感应信号
通讯作者：Scott A. Rice，新加坡南洋理工大学
npj biofilms and microbiome（IF= 7.290）2021.10.28.
原文及链接：Functional metagenomic analysis of quorum sensing signaling in a nitrifying community.
https://doi.org/10.1038/s41522-021-00250-3
群体感应(QS)由于可以影响微生物群落的相互作用、组成和功能，在污水处理系统中的群体感应被广泛研究，以酰化高丝氨酸内酯(AHL)为基础的QS已经被研究证实与污泥颗粒化、EPS的产生和脱氮过程相关。然而，QS在复杂的群落中的作用仍然不完全清楚，包括精通QS的类群和涉及的功能性QS基因。
本文作者从污水处理厂的活性污泥微生物群落中进行了宏基因组中AHL基因的筛选，然后使用AHL生物传感器和LC-MSMS图谱对LuxI活性进行了功能验证。从活性污泥宏基因组中鉴定出13个LuxI和30个LuxR同源物，并证明了这些基因具有功能性。同时，在这些基因中，有两个代表了一对同源的LuxI/R基因，属于一种硝化螺旋菌(Nitrospira Spp.)。经结构分析表明，LuxI同系物合成的AHLs与活性污泥系统中的主要AHLs一致。此外，本文还发现研究鉴定出的LuxR同源基因能够与LuxI启动子结合并诱导其表达，表明这是一种具有QS回路特征的自诱导反馈系统。本文使用的宏基因组学方法被证明能够有效地鉴定功能QS基因，并通过研究分析硝化螺旋菌属(Nitrospira spp.)可能QS在活性污泥群落中是活跃的，有待进一步研究。
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利用宏基因组方法鉴定未知的LuxI/LuxR型群体感应系统
通讯作者：Nobutada Kimura，日本先进产业科学技术研究所(AIST)
Applied and Environmental Microbiology (IF= 4.792) 2012.09.14
原文及链接：Phylogenetically novel LuxI/LuxR-type Quorum Sensing Systems Isolated Using a Metagenomic Approach.
https://doi.org/10.1128/AEM.01442-12
本研究从森林土壤和焦化厂活性污泥中构建了受体蛋白亚基因组文库，并利用基于绿色荧光蛋白(GFP)的大肠杆菌生物传感器菌株对目的基因进行了检测，并用分光光度法对其荧光进行筛选。DNA序列分析发现了两对新的LuxI家族N-酰基-L-高丝氨酸内酯(AHL)合成酶和LuxR家族转录调控因子(克隆N16和N52，分别命名为AubI/AubR和AusI/AusR)。经核磁共振和质谱测定，AubI和AusI产生了相同的AHL，N-十二酰基-L-高丝氨酸内酯(C12-HSL)。
基于氨基酸序列的系统发育分析表明，AusI/AusR来自β-变形杆菌的一个分支，在系统发育树上AubI/AubR虽然是从已报道的变形杆菌LuxI/LuxR同源物中分出的分支，但它不是通过水平基因转移从变形杆菌获得的QS系统，而是具有与变形杆菌一样的更古老的同源祖先。本文通过研究两个新的LuxI/LuxR型QS系统，证明了宏基因组筛选与系统发育结合分析有助于进一步深入了解细菌QS系统的多样性。
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细菌群体感应受体的研究进展：分类、结构、功能和特性
通讯作者：Yang Wang，河南科技大学
Science of The Total Environment（IF=7.963）2021.04.01
原文及链接：Research progress of bacterial quorum sensing receptors: Classification,structure, function and characteristics.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143031
细菌中的群体感应系统由两个主要成分组成：受体蛋白和自身诱导物。自身诱导剂与其受体的结合激活了靶基因，然后靶基因在细菌中执行相应的功能。在自然环境中，不同的细菌种类所拥有的群体感应受体在结构和功能上是不同的。虽然目前已经鉴定了许多细菌群体感应受体，并对一些受体的结构和功能进行了研究。但很少有文献描述以受体为核心的不同环境下群体感应的各种类型。
本篇综述总结了涉及种内和种间细胞间通讯的群体感应受体，明晰了种内的群体感应受体包括革兰氏阴性菌对应的LuxR型受体蛋白、革兰氏阳性菌对应的RRNPP类受体蛋白以及特殊的PQS、PHC群感系统中的PqsR和PHCS受体蛋白以及种间群感系统中的AI-2、AI-3QS信号对应的受体蛋白，并描述了不同类型群体感应的典型受体的结构、功能和特点。对这些群体感应受体的系统了解将有助于进一步探索群体感应系统的信号机制和调控机制，为阐明群体感应在自然生态系统中的作用和功能提供帮助，为发现或合成阻断群体感应的新型靶向药物提供理论依据。
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通过群体感应机制调控功能酶活性来调节土壤微生物的代谢效率
通讯作者：Steven G. McBride，弗吉尼亚理工大学
Soil Biology and Biochemistry（IF= 7.609）2019.09.
原文及链接：Quorum sensing modulates microbial efficiency by regulating bacterial investment in nutrient acquisition enzymes.
https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2019.06.010
土壤中的微生物的生长依赖于产生胞外酶降解土壤中的有机物从而获得生长发育所需要的碳源和营养物质。由于酶的产生需要的资源和能量巨大，调控微生物胞外酶的合成，降低生产成本是研究较为关注的话题。研究发现群体感应是一种调节胞外酶生产成本的潜在机制。
本文通过30天的田园实验，确定在不同的土壤资源(即凋落物)条件下，群体感应和猝灭对胞外酶的活性的影响。通过群体感应与群体猝灭实验组的对比，发现营养获取酶在群体感应处理下的活性是群体猝灭处理的1.4-2.2倍，群体感应处理的质量比呼吸是群体猝灭处理的1.2倍。研究结果表明，通过调节酶的活性，群体感应作为一种同时影响酶的产生和质量比呼吸的机制，基于微生物细胞密度和底物扩散速率改变酶的产生来作为微生物胞外酶经济的潜在调节器，可以在短期内调节微生物的效率。
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细菌群体感应机制的最新研究进展
通讯作者：Marvin Whiteley 佐治亚理工学院；Stephen P. Diggle 佐治亚理工学院；E. Peter Greenberg 华盛顿大学，华南农业大学
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