Caenorhabditis elegance - Premesse teoriche

Il C. elegans infatti è un nematode, cioè fa parte del gruppo dei vermi e ha origine dai batteri unicellulari.

Il C. elegans è molto piccolo, lungo circa un millimetro, è trasparente e vive nel sottosuolo a circa uno-due centimetri al di sotto di esso. Lo si può trovare presso gli organismi in decomposizione e si nutre prevalentemente di batteri come l' Escherichia coli, ma in laboratorio cresce su piastre con agar. Infatti l'agar viene utilizzato molto spesso in laboratorio poiché è un ottimo terreno di coltura per i batteri, e poiché esso non viene solubilizzato dai soli, né consumato dalla maggior parte dei microrganismi.

È detto elegans poiché dagli studi fatti su di esso si è notato che si muove in modo sinuoso, è da qui è nato il termine elegans.

Quando sono in competizione per il cibo inoltre questi vermi si accalcano e si aggrovigliano e si è potuto notare anche in alcuni casi episodi di cannibalismo.

L'anatomia di questo organismo è molto semplice: infatti ha un numero fisso di cellule, 959 per l'ermafrodita e 1056 per il maschio, anche perché nel maschio è presente l'organo copulatore. In questi organismi vi è anche la presenza di una faringe , che termina nell'intestino.

Le cellule del C. elegans sono ben delineate per compiere un lavoro specifico: infatti 300 cellule delle 956 fanno parte del sistema nervoso, 80 cellule dell'intestino e le restanti formano la muscolatura e l'apparato riproduttore.

Il ciclo vitale invece è caratterizzato da numerosi fasi:

-La fase embrionale dura circa 800 minuti e le dimensioni delle uova sono pari a 0.1 millimetri;

-La fase larvale  L1 dura circa 16 ore;

-La fase larvale L2 dura circa 9 ore e presenta il fenomeno della muta;

-La fase larvale L3 dura anch'essa 9 ore ed anch'essa presenta il fenomeno della muta;

-La fase larvale L4 invece dura 11 ore e presenta il fenomeno della spermatogenesi;nell'individuo adulto invece avviene l'ovogenesi.

In condizioni ambientali sfavorevoli per la sopravvivenza, come la mancanza di cibo, le larve L2, dopo la muta, si trasformano in dauer ed inoltre in questa fase i processi metabolici sono rallentati. Questa fase dauer può durare anche alcuni mesi. Le favorevoli condizioni ambientali in seguito inducono un ulteriore muta ed il passaggio alla fase larvale L4.

Spermatogenesi e ovogenesi

La produzione dei gameti avviene, nelle specie con riproduzione sessuale, attraverso un processo detto gametogenesi. Si parla più propriamente di spermatogenesi e di ovogenesi per indicare il processo di formazione degli spermatozoi e delle cellule uovo. Mediante la meiosi si ottengono, a partire da una cellula madre (spermatogonio e oogonio) diploide, quattro cellule aploidi. In realtà, mentre nel maschio si formano quattro spermatociti, nella femmina si ottiene un ovocita e tre globuli polari, destinati a degenerare. Spermatociti e ovociti, quindi, subiscono un processo di maturazione che rende queste cellule atte a svolgere la propria funzione riproduttiva.

Questo organismo viene studiato poiché anche se è un organismo primitivo può condividere diverse caratteristiche biologiche con l'uomo; perciò risulta un buon modello per gli studi di patologie umane come il cancro.

Osservazioni: 

Abbiamo osservato numerosi ermafroditi allo stadio larvale e un maschio adulto. Si riconoscono questi due differenti stadi perché il maschio presenta una dimensione maggiore e quindi si individueranno maggiormente gli organi interni. Vi sono state anche numerose mutazioni causate dalla temperatura troppo alta.

ESPERIENZA N°1:

Osservazione degli zigoti, dello stadio larvale e dell' adulto di C. Elegans.

Materiali:

-vetrino portaoggetti

microscopio

-becker con acqua

-vetrino coprioggetti

-capsule petri contenenti C Elegans Fornite da IFOM

Metodica:

-Prelevare con l'ansa precedentemente sterilizzata il C. elegans dalle piastre e posarlo preferibilmente al centro di un vetrino portaoggetti ben pulito e sterilizzato anch'esso.

-appoggiare un lato di un coprioggetti al margine della goccia d'acqua e abbassare delicatamente il vetrino in modo che l'acqua in cui si trova il campione si spanda uniformemente.

-osservare il preparato prima a basso e poi ad alto ingrandimento.

Osservazioni e conclusioni

Grazie a questo esperimento abbiamo potuto osservare la presenza degli ermafroditi (distinto grazie alla diversa anatomia) e dei maschi.

La maggior parte degli organismi osservati però erano allo stadio larvale.  ORGANISMO ALLO STATO LARVALE

Vi era però anche la presenza di organismi adulti.

ORGANISMO ADULTO

La cosa più interessante che abbiamo verificato è stata, infine, una mutazione del nematode che è stata probabilmente favorita dalla temperatura del laboratorio che in quel momento superava i 25°C.

ESPERIENZA N°2:

Preparazione dei brodi di coltura per C.Elegans ed Escherichia coli o OP50.

Materiali:

-Peptone;

-NaOH;

-NaCl;

-lievito;

-Agar;

-piastra;

-autoclave;

-capsule petri;

Metodica:

Preparazione dei brodi di coltura per le piastre

-Prendere la capsula petri e inserire al suo interno le seguenti sostanze:

-5g /litro di NaCl;

-15g /litro di Agar;

-5g /litro di lievito;

-10g /litro di Peptone

-1ml /litro di NaOH (1 molare);

-scaldare poi il preparato all'interno della capsula per qualche minuto.

Preparazione del brodo di coltura per l'OP50.

-Inserire all'interno della piastra le seguenti sostanze:

-5g /litro di NaCl;

-5g /litro di Peptone;

-1ml /litro di NaOH (1 molare);

-Mettere tutto in autoclave per circa 30 minuti;

-Innesto del coli: dal brodo della capsula petri (fornita da IFOM e contenente le coli OP50)

prelevare tramite un'ansa sterilizzata il battere, porlo nelle provette contenenti i

brodi di coltura.

-Mantenere le provette a temperatura ambiente per due o tre giorni; per conservarle poi metterle in frigor a temperatura di 4°C.

-Innesto del coli nelle piastre: prelevare da 2 a 4 gocce del brodo batterico e porlo al centro della

piastra di Agar. Richiudere la piastra con del parafilm e lasciare a

temperatura ambiente, pronte per essere utilizzate.

Osservazioni e conclusioni:

Questa esperienza è stata semplice da eseguire poichè non necessita di un laboratorio attrezzato per poter ottenere dei risultati buoni e soddisfacenti.

ESPERIENZA N°3:

Trasferimento di C.Elegans da una piastra fornita da IFOM ad un'altra piastra: tecnica del Chunking.

Visione dei nuovi brodi di coltura per verificare la riproduzione(successo).

Materiali:

-spatola;

-becco bunsen;

-etanolo;

-piastra(fornita da IFOM);

Metodica:

Tecnica del Chunking:

Prendere una spatola, pulirla utilizzando l'etanolo e sterilizzarla alla fiamma. Fare un taglio rettangolare dalla piastra contenente i vermi e depositare il pezzetto di Agar su una nuova piastra di coltura.

Visione dei nuovi brodi di coltura.

Per verificare l'avvenuto trasferimento, osservare al microscopio il contenuto dell'Agar prelevato.

Osservare la piastra dopo 3 giorni circa, per vedere se la riproduzione è avvenuta.

Osservazioni e conclusioni:

Per poter effettuare questa tecnica, anche se molto semplice, è necessario eseguire il trasferimento con precisione per poter ottenere i risultati desiderati.

ESPERIENZA N°4

Visione dei nuovi brodi di coltura per verificare la riproduzione ( successo )

Per verificare l'avvenuto trasferimento, osservare al microscopio il contenuto dell'agar prelevato. Osservare la piastra dopo tre giorni circa per vedere se la riproduzione è avvenuta.

Osservazioni e conclusioni:

Dati i risultati ottenuti siamo in grado di dire che i brodi di coltura sono stati realizzati correttamente in quanto è avvenuta la riproduzione e siamo riusciti ad osservare il C.elegans in tutti i suoi stadi.