Кворумное ощущение инициирует стохастический выход отдельных клеток из биопленок Pseudomonas putida

Термин «кворумное ощущение» (quorum sensing, QS) обычно используется для описания явления, при котором бактерии выделяют и воспринимают сигнальные молекулы для координации кооперативного поведения в зависимости от численности популяции. Коммуникация на основе QS потому считалась социальной характеристикой. В настоящей работе мы показываем, что сигналы QS (N-ацилгомосерин-лактолы, AHL) стохастически продуцируются в молодых биопленках Pseudomonas putida и действуют главным образом как саморегуляторные сигналы, а не как индукторы соседних клеток. Мы демонстрируем, что QS индуцирует экспрессию биосурфактантов путисолвинов, которые не являются общественным благо, и тем самым запускает асоциальную подвижность индуцированных клеток из микроколоний. Фенотипическая гетерогенность наиболее выражена на ранних стадиях развития биопленки, тогда как на более поздних стадиях поведенческие паттерны клеток становятся более синхронизированными. Наши результаты расширяют представление о QS, показывая, что AHL могут контролировать экспрессию асоциальных (самонаправленных) признаков, и что гетерогенность в QS может служить механизмом, приводящим к фенотипической гетерогенности в самонаправленном поведении.