Un laboratorio per l’ambiente
Il biosensore ambientale
C.elegans
Un laboratorio per l’ambiente
Dal 2000 I.I.S E.Mattei collabora
con la Fondazione IFOM su
progetti di ricerca per
promuovere un dialogo fra il
mondo della ricerca e i
giovani.
Caenorhabditis elegans
Chi è Caenorhabditis elegans?
C. elegans
appartiene al
Phylum Nematodi
Dove vive Caenorhabditis elegans?
Vive nel suolo nei climi temperati
e si nutre di batteri.
Quanto è grande C. elegans?
E’ un verme lungo circa 1 mm
~
Come è fatto C. elegans?
 Anatomia semplice, due tubi
concentrici: cuticola –
epidermide - muscolatura e
intestino
 Due sessi, ermafrodita e
maschio: si distinguono dalla
forma della coda
Maschio
(X0)
1031 cellule
Ermafrodita
(XX)
959 cellule
Il Ciclo Vitale
4 stadi larvali (L1, L2, L3, L4);
La durata del ciclo vitale dipende
dalle condizioni ambientali
(a 25°C, circa 2 giorni);
Gli ermafroditi producono prima
gli spermatozoi e poi gli oociti.
Perché C. elegans come
sistema modello?
Semplicità

Facile da mantenere in laboratorio
 Ciclo vitale breve

Corpo trasparente

Anatomia semplice

Si presta all’analisi genetica
Perché C. elegans come
sistema modello?
Complessità
 Ha un sistema nervoso
 Ha un sistema digerente
 Ha un sistema riproduttivo
 Ha una muscolatura
 Risposte comportamentali a stimoli esterni
Facile da mantenere in laboratorio
 Metodi di coltivazione semplici:
si nutre di batteri, in particolare un ceppo di E. coli (OP50)
cresce su piastre con agar o terreno liquido
Terreno solido
Terreno liquido
 Facili metodi di conservazione, può essere congelato!
 Ciclo vitale breve: numerosa progenie in tempi brevi
 Costi contenuti
Chi sono i bioindicatori ambientali?
Drosophila
melanogaster
C. elegans
U. pictorum
Daphnia
Perché C. elegans
come indicatore ambientale?
 Progenie numerosa ottenuta in tempi brevi
(analisi statistiche!), e bassa variabilità genetica
 Metodi di coltivazione semplici
(anche in laboratori poco attrezzati)
 Automatizzazione delle procedure sperimentali
 Diversi tipi di parametri valutabili (mortalità, tasso di
riproduzione, risposte comportamentali)
 Approfondita conoscenza e trattabilità dell’organismo
Il sistema acqua
 Saggiare l’utilizzo come biosensore in
ambiente acquoso di un organismo modello di
facile trattazione che vive normalmente nel suolo
(test in soluzioni acquose o in piastra).
 Porre l’attenzione sull’importanza
dell’elemento acqua nel contesto ambientale nel
quale viviamo.
 Sensibilizzare alla salvaguardia dell’elemento
acqua come bene primario e fonte di vita.
Analisi delle acque sul campo
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
Rilevamento della Temperatura
Rilevamento del pH
Ricerca di alcuni inquinanti tramite
kit colorimetrici
Analisi delle Acque in laboratorio
o Rilevamento del pH e della conducibilità
o Determinazione della durezza
o Determinazione dei principali inquinanti
chimici
Tecniche di analisi
•
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
Analisi Volumetriche:
Determinazione della durezza tramite
titolazione complessometrica
Analisi strumentali:
Determinazione del pH tramite potenziometro
Determinazione della conducibilità e
dell’alcalinità tramite conduttimetro
Determinazione degli ioni tramite kit
spettrofotometrici
Spettrofotometro e kit di analisi
Il biosensore nel laboratorio di biologia
• Preparazione dei materiali
per il saggio
• Allestimento del saggio di
tossicità su C. elegans
Saggio sulla tossicità
Gli inquinanti che verranno testati sono i metalli pesanti, zinco e
piombo. Le concentrazioni si riferiscono alle analisi che verranno
eseguite nei campioni d’acqua prelevati.
La normativa(d.lsg 152/99) che regola i limiti di concentrazione
degli inquinanti prevede che il piombo non superi il valore di 25
microgrammi litro per far si che non sussistano danni alla
salute.
Anche lo zinco, seppur considerato di minore rischio e tollerato
in concentrazioni molto più elevate ( valore limite 3000
microgrammi litro), viene considerato tra i metalli pesanti e
quindi nocivo alla salute.
Preparazione dei materiali
• Piastre non inquinate
• Piastre inquinate con Piombo
• Piastre inquinate con Zinco
N.B.: Il verme è in grado di assorbire gli
inquinanti attraverso il nutrimento; sarà quindi
importante avere una piastra ricca di E.coli
OP50.
Sensibilizzazione ambientale
L’obiettivo sensibilizzazione potrà essere
raggiunto attraverso approcci diversificati:
- partecipazione a un gioco di ruolo
- visita ad un’oasi
- svolgimento di un tema
- interviste tra studenti partecipanti
- risoluzione di un cruciverba
Ringraziamenti
Un particolare ringraziamento a :
•
I.I.S “E. MATTEI”
•
S.M.S “A.DE GASPERI”
•
Ai Dirigenti Scolastici, al personale Docente e agli Studenti.
•
Fondazione IFOM
•
Comune di San Donato Milanese