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クォーラムセンシング（QS）は細胞間のコミュニケーションプロセスであり、細菌は特定の化学物質を分泌して感知し、集団密度に応答して遺伝子発現を調節します。Quorum Quenching（QQ）はQSシステムをブロックし、細菌の挙動を媒介する遺伝子発現を阻害します。アシルホモセリンラクトン（AHL）シグナルの広範な研究を考えると、生物学的廃水処理におけるAHLベースのQSとQQの存在と効果は高い関心事にさらされています。このレビューは、AHL構造、合成モード、分解メカニズム、分析方法、環境要因、AHLベースのQS、QQメカニズムを要約します。生体膜プロセス、活性汚泥プロセス、膜バイオリアクターにおけるAHLベースのQSおよびQQの存在と役割が要約および議論され、AHLベースのQSまたは生物学的廃水処理に共存するQQの選択的強化により、対応する外因性調節戦略が示唆されています。AHLシグナルの添加、AHL産生細菌、およびクォーラムクエンチング酵素または細菌などの戦略は、細菌の生存と成長を殺したり制限することなく、廃水処理性能を効果的に改善することができます。このレビューでは、細菌AHLベースのQSおよびQQの理論的および実用的な認知を提示し、生物学的排水処理における外因性調節戦略の実現可能性を示唆し、この分野で働く科学者とエンジニアに有用な情報を提供します。
クォーラムセンシング（QS）は細胞間のコミュニケーションプロセスであり、細菌は特定の化学物質を分泌して感知し、集団密度に応答して遺伝子発現を調節します。Quorum Quenching（QQ）はQSシステムをブロックし、細菌の挙動を媒介する遺伝子発現を阻害します。アシルホモセリンラクトン（AHL）シグナルの広範な研究を考えると、生物学的廃水処理におけるAHLベースのQSとQQの存在と効果は高い関心事にさらされています。このレビューは、AHL構造、合成モード、分解メカニズム、分析方法、環境要因、AHLベースのQS、QQメカニズムを要約します。生体膜プロセス、活性汚泥プロセス、膜バイオリアクターにおけるAHLベースのQSおよびQQの存在と役割が要約および議論され、AHLベースのQSまたは生物学的廃水処理に共存するQQの選択的強化により、対応する外因性調節戦略が示唆されています。AHLシグナルの添加、AHL産生細菌、およびクォーラムクエンチング酵素または細菌などの戦略は、細菌の生存と成長を殺したり制限することなく、廃水処理性能を効果的に改善することができます。このレビューでは、細菌AHLベースのQSおよびQQの理論的および実用的な認知を提示し、生物学的排水処理における外因性調節戦略の実現可能性を示唆し、この分野で働く科学者とエンジニアに有用な情報を提供します。
Quorum sensing (QS) is a communication process between cells, in which bacteria secrete and sense the specific chemicals, and regulate gene expression in response to population density. Quorum quenching (QQ) blocks QS system, and inhibits gene expression mediating bacterial behaviors. Given the extensive research of acyl-homoserine lactone (AHL) signals, existences and effects of AHL-based QS and QQ in biological wastewater treatments are being subject to high concern. This review summarizes AHL structure, synthesis mode, degradation mechanisms, analytical methods, environmental factors, AHL-based QS and QQ mechanisms. The existences and roles of AHL-based QS and QQ in biomembrane processes, activated sludge processes and membrane bioreactors are summarized and discussed, and corresponding exogenous regulation strategy by selective enhancement of AHL-based QS or QQ coexisting in biological wastewater treatments is suggested. Such strategies including the addition of AHL signals, AHL-producing bacteria as well as quorum quenching enzyme or bacteria can effectively improve wastewater treatment performance without killing or limiting bacterial survival and growth. This review will present the theoretical and practical cognition for bacterial AHL-based QS and QQ, suggest the feasibility of exogenous regulation strategies in biological wastewater treatments, and provide useful information to scientists and engineers who work in this field.
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