Apresentação da espécie Caenorhabditis elegans:
A espécie C.elegans pertence ao Phylum Nematoda, Classe Secernentea, Ordem Rhabditida, Familia Rhabdededae e Género Caenorhabditis.
O C.elegans é um ser de vida livre, que se alimenta de bactérias presentes no solo. Tem um curto tempo de vida (aproximadamente duas ou três semanas) atingindo a idade adulta em apenas três dias. Nesta espécie, os indivíduos são na sua maioria hermafroditas, sendo os restantes machos que aparecem devido a disjunção dos cromossomas X durante a meiose, e em que a reprodução ocorre maioritariamente por auto-fecundação podendo no entanto ocorrer fertilização cruzada. Todos os indivíduos hermafroditas têm 1090 células, das quais 131 sofrem apoptose, sendo que o indivíduo adulto tem 959 células somáticas, enquanto o adulto macho contem 1031 células somáticas.
C.elegans tem um corpo típico de Nemátode -vermiforme- que é mantido através da pressão hidrostática interna (controlada pelo sistema osmótico) e é formado por um tubo, que consiste na cutícula, hipoderme, neurónio e musculo, que envolve o espaço pseudocelómico, o qual internaliza intestino e as gónadas. Os movimentos do C.elegans realizam-se apenas pelo lado ventral, o qual se encontra em contacto com o substrato.
O intestino é regulado pelo sistema osmótico pois contem um conjunto de canais excretores no qual os processos são de uma única célula que se desloca por todo o animal conectando com o exterior através do poro excretório
O sistema reprodutor hermafrodita consiste num arranjo bilobado simétrico das gónadas, com um lobo na zona anterior e outro na zona posterior em relação ao centro. Ambos são em forma de U comprimindo um ovário distal e um oviducto e espermateca proximal. As gónadas masculinas consistem num único lobo, também em forma de U, indo da parte mais anterior a partir da extremidade distal até a zona mais posterior que é a conexão com a cloaca perto da cauda. A cauda do macho é um pouco diferente do ser hermafrodita pois o macho tem uma cauda em forma de leque com 18 raios sensoriais contendo na base duas espículas que são inseridas na vulva do ser hermafrodita durante a cópula.
Qual a razão de ser um bom modelo de estudo?
O C.elegans é um bom modelo de estudo devido á sua simplicidade, ao facto de ser transparente, o que permite uma fácil visualização do seu interior, ao seu curto ciclo de vida, que permite observar a linhagem completa das células (ou seja, o tempo, a localização e a relação ancestral de todas as divisões celulares durante o desenvolvimento), e a produção de um elevado numero de descendentes, bem como a fácil manutenção em laboratórios. Para além de todas as anteriores, o seu desenvolvimento embrionário estar muito estudado e as suas características genéticas, incluindo o mapa genético detalhado, clonagem e analises mutacionais definida por genes e o mapa físico do genoma completo. Também a nível genético, é fácil a obtenção de knock-outs (RNAi), sabe-se que genes para componentes moleculares do cérebro dos vertebrados estão também presentes no C.elegans, e é possível a identificação de modificadores após mutagénese.
Ciclo de vida e características do Desenvolvimento Embrionário do C.elegans
Após a fecundação e da formação do zigoto, o embrião sofre uma série de divisões celulares no interior do útero do progenitor. O C.elegans passará por 4 estadios larvares antes de chegar ao estado adulto (após 3 dias). A desova ocorre 14 horas após a fertilização (a 20ºC) com aproximadamente 30 células (postura em gastrula). Nessa altura, o embrião sofre múltiplas voltas durante 9 horas após as quais se dá a eclosão, encontrando-se o embrião no estádio larvar L1 contendo 558 células. Durante o estádio larvar L2, e em caso de sobrepopulação ou ausência de alimento, a larva pode entrar num estádio larvar alternativo, entrando numa espécie de hibernação, sendo resistente ao stress e envelhecimento. A partir do estádio L4, os hermafroditas são capazes de produzir esperma, e no estado adulto conseguem gerar ovos. Os machos podem inseminar os hermafroditas aumentando a variabilidade dos seus descendentes.
O C.elegans é um animal com uma anatomia muito simples e com um desenvolvimento embrionário muito bem estudado, como já foi dito é possível seguir o desenvolvimento individual de cada célula e determinar qual a sua função futura.
A segmentação/clivagem do C.elegans é holoblastica (o ovo tem pouco vitelo).
A 1ª clivagem é assimétrica e gera uma célula anterior, AB, e uma célula posterior, P1.
Na 2ª clivagem AB origina ABa e ABp (anterior e posterior respectivamente), enquanto que a P1 origina P2 e EMS- nesta fase, os eixos principais definem-se, pois P2 é posterior e ABp dorsal.
Clivagens futuras de AB originam a hipoderme (parte exterior do corpo) músculos e neurónios. As EMS dividem-se em E e MS sendo que as primeiras originam o intestino e as segundas, músculos, glândulas e neurónios. As P dividem-se em C e P3, originando as primeiras a hipoderme, neurónios e músculos, enquanto que as P3 se dividem em D, que originam músculo, e P4, células germinativas.
Após a segmentação/clivagem, num estádio de 28 células, inicia-se a gastrulação. A partir deste ponto, o desenvolvimento embrionário deixa de ser a faceta mais importante no estudo de com C.elegans, passando o interesse nesta fase, para o estudo da apoptose e de várias mutações.
Palavras chave: Modelo biológico, Verme, Biologia do Desenvolvimento.
Referências bibliográficas:
Gilbert, Scott F. (2008). Biologia do Desenvolvimento. Fundação Calouste Gulbenkian. ISBN: 978-972-31-1216-0
Wolpert , Lewis. (2002). Principles of Development, 2nd ed- Oxford University Press. ISBN: 0199249393
Wood, Wiliam B.Wood. (1988). Introduction to C.elegans in: The nematode- Caernohabditis elegans, Cold Spring Harbor Laboratory Press.
