Un laboratorio per l’ambienteIl 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.

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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

Ermafrodita (XX)

959 cellule

Maschio (X0)

1031 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.

Semplicità

Perché C. elegans comesistema modello?

Facile da mantenere in laboratorio

Corpo trasparente

Ciclo vitale breve

Si presta all’analisi genetica

Anatomia semplice

Ha un sistema nervoso

Ha un sistema digerente

Risposte comportamentali a stimoli esterni

Ha una muscolatura

Perché C. elegans comesistema modello?

Ha un sistema riproduttivo

Complessità

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

Ciclo vitale breve: numerosa progenie in tempi brevi

Costi contenuti

Facili metodi di conservazione, può essere congelato!

Facile da mantenere in laboratorio

Chi sono i bioindicatori ambientali?

Drosophila melanogaster

U. pictorum

C. elegans Daphnia

Perché C. eleganscome 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 Rilevamento della Temperatura Rilevamento del pH Ricerca di alcuni inquinanti tramite

kit colorimetrici

Analisi delle Acque in laboratorio

o Rilevamento del pH e della conducibilitào Determinazione della durezzao Determinazione dei principali inquinanti

chimici

Tecniche di analisi

Analisi Volumetriche:• Determinazione della durezza tramite

titolazione complessometricaAnalisi 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 ambientaleL’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

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

Ringraziamenti