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The Physical Basis of Bacterial Quorum Communication

(Taschenbuch, Englisch)

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Beschreibung
Quorum sensing (QS) describes a chemical communication behavior that is nearly universal among bacteria. Individual cells release a diffusible small molecule (an autoinducer) into their environment. A high concentration of this autoinducer serves as a signal of high population density, triggering new patterns of gene expression throughout the population. However QS is often much more complex than…  this simple census-taking behavior. Many QS bacteria produce and detect multiple autoinducers, which generate quorum signal cross talk with each other and with other bacterial species. QS gene regulatory networks respond to a range of physiological and environmental inputs in addition to autoinducer signals. While a host of individual QS systems have been characterized in great molecular and chemical detail, quorum communication raises many fundamental quantitative problems which are increasingly attracting the attention of physical scientists and mathematicians. Key questions include: What kinds of information can a bacterium gather about its environment through QS? What physical principles ultimately constrain the efficacy of diffusion-based communication? How do QS regulatory networks maximize information throughput while minimizing undesirable noise and cross talk? How does QS function in complex, spatially structured environments such as biofilms? Previous books and reviews have focused on the microbiology and biochemistry of QS. With contributions by leading scientists and mathematicians working in the field of physical biology, this volume examines the interplay of diffusion and signaling, collective and coupled dynamics of gene regulation, and spatiotemporal QS phenomena. Chapters will describe experimental studies of QS in natural and engineered or microfabricated bacterial environments, as well as modeling of QS on length scales spanning from the molecular to macroscopic. The book aims to educate physical scientists and quantitative-orientedbiologists on the application of physics-based experiment and analysis, together with appropriate modeling, in the understanding and interpretation of the pervasive phenomenon of microbial quorum communication.
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Technische Daten


Erscheinungsdatum
23.08.2016
Sprache
Englisch
EAN
9781493947362, 9781493947362
Herausgeber
Springer US
Serien- oder Bandtitel
Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering
Sonderedition
Nein
Seitenanzahl
252
Auflage
1
Einbandart
Taschenbuch
Schlagwörter
Chemical Communication, Diffusion, Information Theory, Microbiology, Noisy Quorum Systems, QS, QS Regulatory Networks, Quorum Sensing, Quorum Sensing Modeling, Quorum Sensing Networks Architecture, Quorum Sensing Physical Aspects, Quorum Sensing Quantitative Methods, Spatiotemporal QS Phenomena, Stochastic Gene Expression, Synthetic QS Systems, systems biology, gene expression
Thema-Inhalt
PHVN - Biophysik PSAX - DV-gestützte Biologie/Bioinformatik PSG - Mikrobiologie (nicht-medizinisch) PBWH - Mathematische Modellierung TBJ - Mathematik für Ingenieure PSAK - Genetik (nicht-medizinisch)
Höhe
235 mm
Breite
15.5 cm

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