1月3日，国际著名杂志《自然-通讯》Nature Communications在线刊登了美国研究人员的最新研究成果“Synthetic quorum-sensing circuit to control consortial biofilm formation and dispersal in a microfluidic device。”，文章中作者利用一种微流体设备，通过细菌的QS（Quorum Sensing）信号通路来控制生物被膜的生成和分散。
铜绿假单胞菌中最有标志性的两个QS系统组分是LasI/LasR、RhlI/RhlR系统，这两个系统可以调节生物被膜的形成，毒力，细菌的运动性以及抗生素外排泵的表达，lasI产生自诱导分子3OC12HSL，这种信号分子可以被LasR感应到，同样地，RhlI可以产生信号分子C4HSL，被RhlR感应到；LasI/LasR、RhlI/RhlR系统可以被用来设计成生物双向交流的一种系统，大肠杆菌中，LasI和LasR系统可以被用来构建一个先导感应的系统，而RhlI和RhlR系统在生物被膜聚集中，可以被用来作为自组织和聚合的重要角色，因此，综合型的QS系统在信号交流沟通上非常有潜力，QS信号开关可以被用来开发成为综合性的基因信号网络，用于一系列的应用程序中。
生物被膜是一种在粘合接触面形成的细胞群体，主要由多糖，蛋白质，DNA和液体等组成的混合物，生物被膜和细菌引起的慢性感染和急性感染都有很大关系，也和生物腐蚀和生物淤积有一定关系，当然了，生物被膜也能够让我们开发出某种有益的应用程序，比如
微生物修复等，也可以利用生物被膜的化学信号交流应用于生物精炼过程中，相比单一分子而言，混合的生物膜群体更能够抵抗环境的压力，近年来，利用细胞群体协作也是在合成生物学领域内比较热门的研究方向，然而截至至今，人为来控制大量生物被膜群体的聚集还是不能够实现的。
文章中，基于对在生物被膜形成过程中的信号分子网络的了解，作者对胞内胞外信号分子进行操作，设计出一种工程生物膜，这种新型工程被膜来源于枯草芽孢杆菌，可以分泌多种抗菌肽来抑制硫酸盐细菌的生长以及降低腐蚀，这种利用信号分子通路来控制生物被膜生成的系统也被用于大肠杆菌和荧光假单胞菌，可以来控制大肠杆菌胞外产生吲哚的浓度，吲哚是大肠杆菌分泌的一种抑制生物被膜产生的抑
制剂。
美国Texas A & M University化学工程学院的研究者在文章中指出，他们发明出了一种综合型的μBE系统，这种系统可以让QS信号分子和工程生物被膜分散蛋白结合，在这个微流体通道信号回路中，作者利用用红色标记的生物膜细胞，引入用绿色标记的细胞，用来形成基于这两种细胞的信号的生物被膜通信路径，进而形成强大的生物膜系统以及行对应分散的细胞，作者然后排出原始的生物膜细胞以及分散细胞上的QS信号分子，最后再移去分散的细胞，作者建立这种模型是为了阐述生物被膜是可以人为控制生成的，而且，新产生的生物膜细胞可以取代老的细胞，作者这种模型（Synthetic quorum-sensing circuit）提供了一种新的有前景的策略，比如在生物精炼领域需要的工程细胞的应用。
作者：
2012-1-10