WAT IS CAENORHABDITIS ELEGANS EN WAAROM WERKEN AAN HET?
EEN INLEIDING VOOR DIE ONBEKEND ZIJN MET “DE WORM”.
C. elegans is een nematode – een lid van het phylum Nematoda:
Nematoda.
De rondwormen en draadwormen, een phylum van gladhuidige, ongesegmenteerde wormen met een lange cilindrische lichaamsvorm die taps toeloopt aan de uiteinden; omvat vrij levende en parasitaire vormen zowel aquatisch als terrestrisch. (Academic Press Dictionary of Science and Technology)
C. elegans is een niet-gevaarlijk, niet-besmettelijk, niet-pathogeen, niet-parasitair organisme. Het is klein, wordt ongeveer 1 mm lang, en leeft in de bodem – vooral rottende vegetatie – in vele delen van de wereld, waar het overleeft door zich te voeden met microben zoals bacteriën. Hij is voor de mens niet van economisch belang.
Waarom C. elegans bestuderen?
Wereldwijd zijn duizenden wetenschappers voltijds bezig met het onderzoek naar de biologie van C. elegans. Tussen oktober 1994 en januari 1995 zijn in internationale wetenschappelijke tijdschriften 73 wetenschappelijke artikelen over dit schepsel verschenen. Momenteel werkt een internationaal consortium van laboratoria samen aan een project om de volledige 100.000.000 bases van het DNA van het genoom van C. elegans te sequencen. Waarom zoveel moeite doen om zo’n onbeduidend organisme te bestuderen?
C. elegans is ongeveer het primitiefste organisme dat er bestaat, dat niettemin veel van de essentiële biologische kenmerken deelt die de centrale problemen van de menselijke biologie vormen. De worm is opgevat als een enkele cel die een complex ontwikkelingsproces doormaakt, beginnend met de embryonale splitsing, via morfogenese en groei tot de volwassene. Hij heeft een zenuwstelsel met een “brein” (de circumpharyngeale zenuwring). Hij vertoont gedrag en is zelfs in staat tot rudimentair leren. Hij produceert sperma en eitjes, paart en plant zich voort. Na de voortplanting wordt hij geleidelijk ouder, verliest zijn kracht en sterft uiteindelijk. Embryogenese, morfogenese, ontwikkeling, zenuwfunctie, gedrag en veroudering, en hoe deze door genen worden bepaald: de lijst omvat de meeste fundamentele mysteries van de moderne biologie. (We moeten helaas aannemen dat het grootste biologische raadsel van allemaal, bewustzijn, afwezig is bij C. elegans – hoewel dit nog moet worden aangetoond!) C. elegans vertoont deze verschijnselen, maar is slechts 1 mm lang en kan worden behandeld als een micro-organisme – het wordt gewoonlijk gekweekt op petrischaaltjes, bezaaid met bacteriën. Alle 959 somatische cellen van zijn transparante lichaam zijn zichtbaar met een microscoop, en zijn gemiddelde levensduur is slechts 2-3 weken. Zo biedt C. elegans de onderzoeker het ideale compromis tussen complexiteit en handelbaarheid.
Hoe het C. elegans-project door de Zuid-Afrikaanse bioloog Sydney Brenner op gang werd gebracht, is te vinden via bijgaande link.
Een biologische miniatuurschets van C. elegans
C. elegans is een vrijlevende nematode. Er zijn twee geslachten: een zelfbevruchtende hermafrodiet en een mannetje. De volwassene bestaat in wezen uit een buis, de buitenste cuticula, met daarin twee kleinere buizen, de keelholte en de darmen, en het voortplantingssysteem. Het voortplantingssysteem neemt het grootste deel van het volume van het dier in. Van de 959 somatische cellen van de hermafrodiet zijn er ongeveer 300 neuronen. Tot de neurale structuren behoort een reeks zintuigen in de kop, die de reacties op smaak, reuk, temperatuur en tastzin bemiddelen – en hoewel C. elegans geen ogen heeft, kan hij toch enigszins op licht reageren. Tot de andere neurale structuren behoort een voorste zenuwring met een ventraal zenuwkoord dat langs het lichaam naar beneden loopt. (Er is ook een kleinere dorsale zenuwstreng.) Er zijn 81 spiercellen. C. elegans beweegt zich voort door middel van vier longitudinale spierbanden die subdorsaal en subventraal aan elkaar gekoppeld zijn. Door beurtelings buigen en ontspannen worden dorsaal-ventraal golven langs het lichaam opgewekt, die het dier voortstuwen. De ontwikkeling en functie van dit diploïde organisme wordt gecodeerd door naar schatting 17.800 verschillende genen.
Deze informatie werd verstrekt met dank aan Mark Edgley en het Riddle lab.
CONTACT US
Gefinancierd door:
National Institutes of Health – Office of Research Infrastructure Programs (P40 OD010440)