Caenorhabditis elegans

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Caenorhabditis elegans
Caenorhabditis elegans
Systematyka
Domena eukarionty
Królestwo zwierzęta
Typ nicienie
Gromada Secernentea
Rząd Rhabditida
Rodzina Rhabditidae
Rodzaj Caenorhabditis
Gatunek Caenorhabditis elegans
Systematyka Systematyka w Wikispecies
Commons Multimedia w Wikimedia Commons

Caenorhabditis elegans (czyt. cenorabditis elegans) – wolno żyjący, niepasożytniczy nicień, o długości ok. 1 mm, bytujący w glebach klimatu umiarkowanego. Jego pożywienie stanowią mikroorganizmy, w tym bakterie używane w hodowli laboratoryjnej (np. Escherichia coli). Znany od XIX wieku, od połowy lat 60. XX wieku jest używany jako organizm modelowy we współczesnej genetyce i naukach biologicznych.

Badania nad C. elegans zapoczątkował w 1965 roku Sydney Brenner. Otrzymał za nie Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny w 2002 roku.

C. elegans jest pierwszym organizmem wielokomórkowym, którego genom (w 1998 roku) zsekwencjonowano (odczytano jego sekwencję nukleotydów w DNA), oraz pierwszym i dotychczas jedynym organizmem ze znanym kompletnym konektomem [1][2].

Budowa[edytuj | edytuj kod]

C. elegans w ruchu (ujęcie spod mikroskopu kontrastu różnicowo-interferencyjnego)

Kształt C. elegans jest robakowaty, symetryczny, bez segmentacji. Pokryty jest nabłonkową otoczką z czterema głównymi żebrowaniami epidermalnymi (ang. epidermal cords) i wypełnioną płynem jamą ciała (ang. pseudocoelomate cavity). Formą dominującą u tego gatunku są osobniki hermafrodytyczne (obojnacze). W populacji występują także osobniki męskie, które stanowią zaledwie około 0,2% całej populacji.

Podstawowa anatomia C. elegans to: otwór gębowy, gardziel, jelito, gonada oraz kolagenowy worek zewnętrzny (ang. collagenous cuticle). Samce mają pojedynczą gonadę (ang. single-lobed gonad), nasieniowód (vas deferens) i ogon wyspecjalizowany do kopulacji. Hermafrodyty mają podwójne jajniki, jajowody, spermatheca (organ służący przyjmowaniu spermy, u ssaków odpowiednikiem jest pochwa) i pojedynczą macicę. Jest organizmem eutelicznym.
Nie posiada oczu, jednak wykazuje czułość na światło widzialne i ultrafioletowe, którego unika (fototaksja ujemna)[3].

Cykl życiowy[edytuj | edytuj kod]

Jaja są składane przez hermafrodyty. Po wykluciu C. elegans przechodzi przez cztery stadia larwalne (L1-L4). W zagęszczonej hodowli lub przy braku pokarmu występuje dodatkowa, alternatywna do L3 forma larwalna, zwana dauer (ang.). Dauer jest formą zatrzymaną w rozwoju (nie starzejącą się). Są one także bardziej odporne na stres środowiskowy.

Hermafrodyty produkują spermę w fazie L4, natomiast składają jaja jako forma dorosła. Samce mogą zapłodnić hermafrodytę, który używa preferencyjnie samczej spermy do zapłodnienia jaj. Długość życia C. elegans hodowanego w laboratorium w temperaturze 20 °C to około 2-3 tygodnie. Kilka dni wystarcza do powstania nowego pokolenia.

C. elegans jako organizm modelowy[edytuj | edytuj kod]

Wykorzystywany przez biologów w badaniach embriologicznych już od początku XX wieku. Na nicieniu analizowano determinację komórek we wczesnym okresie rozwoju embriologicznego. W połowie lat 60. wykorzystany w badaniach genetycznych przez Sydneya Brennera (Brenner wraz z Robertem Horvitzem i Johnem Sulstonem otrzymał za nie Nagrodę nobla z medycyny w 2002 roku).

Zaletą w hodowli jest możliwość uzyskania dużej ilości osobników, bardzo krótki cykl życiowy (do 56 godzin), pożywienie, które stanowi E. coli. Ciało składa się z 959 komórek somatycznych[potrzebne źródło], z czego 302[4] to neurony. Żywe nicienie można zamrażać, a potem odmrażać bez negatywnego wpływu na organizm. Dlatego nie jest konieczne prowadzenie ciągłej hodowli. Przezroczyste ciało pozwala obserwować procesy rozwojowe pod mikroskopem świetlnym. Badacze uszkadzając laserem w różnych stadiach rozwoju widoczne z zewnątrz komórki obserwują zachodzące zmiany i poznają ich rolę w funkcjonowaniu organizmu. Na przełomie XX i XXI wieku udało się zablokować aktywność niektórych jego genów. W tym celu karmiono go bakteriami E. coli ze specjalnie spreparowanym RNA. To pozwoliło zbadać funkcje wielu genów, z których 40% występuje też u człowieka. Poprzez mikroiniekcję można też wprowadzać do niego obcy DNA. To pozwoliło poszerzyć wiedzę w zakresie programowanej śmierci komórki (apoptozy). Wykazano, że jest to proces zależny od genów, które w DNA kodują proces samozniszczenia. Schemat tego procesu jest jednakowy u większości organizmów wyższych, w tym człowieka. Metodami optogenetyki uzyskano osobniki C. elegans wrażliwe na światło, co pozwoliło za pomocą laserów sterować pojedynczymi neuronami i badać zależności funkcjonalne między nimi[4].

Przypisy

  1. White, J.G., Southgate, E., Thomson, J.N. i Brenner, S.. The structure of the nervous system of the nematode C. elegans.. „Philosophical Transactions of the Royal Society of London - Series B: Biological Sciences”. 1986. 314. 
  2. Lichtman, J.W. i Sanes, J.R.. Ome sweet ome: what can the genome tell us about the connectome?. „Current Opinion in Neurobiology”. 2008. 18. 
  3. Michał Henzler. Bezoki obserwator. „Świat Nauki”. Sierpień 2008. 8 (204). s. 19. 
  4. 4,0 4,1 Davide Castelvecchi. Posłuszny robak. „Świat Nauki”. nr 4 (236), s. 18, kwiecień 2011. ISSN 0867-6380. 

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Anna Sadakierska-Chudy: Genetyka ogólna. Skrypt do ćwiczeń dla studentów biologii. Toruń: Wydawnictwo Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, 2004. ISBN 8323117101.