2022年10月，Priyanikha Jayakumar等人在mSystems（IF=6.4）杂志上发表题为‟Evolution of Quorum Sensing in Pseudomonas aeruginosa Can Occur via Loss of Function and Regulon Modulation ″的文章。该文章主要研究了铜绿假单胞菌中的群体感应（QS）系统的进化。根据文章，该系统的进化可以通过以下三种方式发生：①功能损失；②调节子调节；③PQS系统的调节导致表型和基因表达的改变。

文章主要研究了铜绿假单胞菌群体中出现的三种不同的QS系统突变类型，即Las、Rhl和假单胞菌喹诺酮信号系统。这些突变在实验进化的过程中被进行诱发和研究，文章探讨了这些突变产生的原因。其中，大多数的Las系统突变导致了该系统调控序列的大量缺失，从而失去了QS功能，并使得该突变类型无法产生QS调控的性状。Rhl系统的突变则主要表现为对Las和Rhl受体的高表达，同时产生了一种改变QS调控性状生产比例的情况。这说明Rhl系统的突变可能会通过改变或调整QS系统的网络结构来影响性状的形成。最后，对于PQS系统的突变产生了特定的性状变化模式，即某些QS性状的过表达往往伴随着其他性状的抑制，这表明PQS系统的突变可能会引起群体内不同性状的组合和变化。总的来说，这篇文章展示了铜绿假单胞菌的进化过程中，QS系统的变化对其表型和基因表达的深远影响，对于我们深入理解生物群体的进化和适应性具有重要价值。

图一：铜绿假单胞菌QS系统的实验进化突变。(A)大尺度缺失的大小和位置，包括lasl、rsaL和lasR。阴影区域表示基因在基因组中的位置。(B)编码Las(lasR, 720bp)、Rhl(rhr,726bp)和PQS(pqsR, 999bp)系统受体的基因发生了进化突变(单核苷酸多态性[SNPs]和微模)。每个点代表突变核苷酸在每个基因中的位置。灰色和橙色区域分别代表配体(即信号)结合域和DNA结合域。

图二：实验进化的群体感应(QS)调控突变铜绿假单胞菌分离株的表型谱。61个qs突变体的表型相对于祖先PAO1野生型菌株的相应值表示(平均值±标准误差，分别用虚线和阴影区域表示)。(A)在Lysogeny broth (LB)培养基中24 h后的端点浮游生物生长(光密度为600 nm [OD₆₀₀])。4个qs调控性状的产生:(B)蛋白酶(OD₃₆₆)，(C)花青素(OD₆₉₁)，(D)鼠李糖脂(μg/mL)，(E)表面附着生物膜(OD₅₇₀/OD₆₀₀)。数据显示了在单个(Las, Rhl或PQS系统)或多个QS系统(Las + PQS和Rhl + PQS)中具有突变的克隆。对于las突变体，点和三角形分别表示有大量缺失和SNPs的情况。构建的QS突变体缺乏两种QS受体中的任何一种，LasR (ΔlasR)， RhlR (ΔrhlR)，或两种受体(ΔlasR-ΔrhlR)，作为功能丧失突变体中产生QS调节性状的对照。(F) 4个qs调控性状生长和产量的主成分分析(PCA)。每个数据点代表一个克隆(至少有三个独立重复的平均值)。

DOI号：10.1128/msystems.00354-22

原文链接：https://doi.org/10.1128/msystems.00354-22