[坎贝尔生物学 第446页练习题] 手电筒鱼体内寄生着弧菌（ Vibrio ）细菌，这些细菌通过 lux 基因的活动发出光。这种发光现象只有当细菌达到一定密度（群体感应）...

手电筒鱼体内寄生着弧菌（ Vibrio ）细菌，这些细菌通过 lux 基因的活动发出光。这种发光现象只有当细菌达到一定密度（群体感应）时才会发生。基于这些信息和基因调控的一般原理，以下哪项假设最能解释 lux 基因表达如何响应细菌密度进行调控？

  • A: 高细菌密度导致 *lux* 基因mRNA降解增加。
  • B: 高密度下的细菌分泌一种自分泌诱导物分子，该分子激活 *lux* 基因的转录。
  • C: 低细菌密度触发阻遏蛋白结合到 *lux* 操纵子，阻止发光。
  • D: 当细菌数量充足时，鱼的免疫系统会激活 *lux* 基因表达。

Explanation

这个情景完美地描述了群体感应，这是一种细菌利用分泌的信号分子（自分泌诱导物）进行交流的机制。当细菌密度较低时，自分泌诱导物浓度较低， lux 基因不表达。随着密度的增加，自分泌诱导物积累。一旦达到阈值浓度，它就会结合到受体（通常是激活蛋白），进而促进 lux 基因的转录，导致同步发光。