שימוש בצבעים זולים כדי להמחיש הצטברות גליקוגן ושלמות המעי ב - Caenorhabditis elegans

Summary

הוראת המדעים הביולוגיים יכולה להיות מגרה יותר עבור התלמידים באמצעות שימוש בניסויים. כתב יד זה מציג שני פרוטוקולים שונים אך משלימים שניתן להשתמש בהם בכיתה כדי לעודד תלמידים לנסח ולבדוק השערות הקשורות לתזונה עתירת קלוריות, רעב והזדקנות.

Abstract

Caenorhabditis elegans (C. elegans) היא נמטודה שקופה, לא טפילית עם ביולוגיה פשוטה, מה שהופך אותה לכלי נהדר להוראת מדעי הביולוגיה באמצעות צביעת התאים או התוכן המולקולרי שלהם. צבע לוגול (תמיסת יוד-אשלגן יודיד) נמצא בשימוש נרחב בביוכימיה כדי להכתים מאגרי גליקוגן. בהקשר זה ניתן להבחין בהבדלים בין בעלי חיים מוזנים למורעבים, מלבד ההשפעות של תנאים שונים, כגון דיאטות שונות ורמות חמצן שונות. Erioglaucine הוא צבע כחול המציין את אובדן מחסום המעי. כאשר מחסום המעי שלם, הצבע הכחול מכתים בתוך הלומן; עם זאת, כאשר שלמות זו מופרעת, הצבע דולף לתוך חלל הגוף. באמצעות סטריאומיקרוסקופ או מיקרוסקופ, מורים יכולים להדגים שינויים פיזיולוגיים וביוכימיים, או שהם יכולים לעורר תלמידים לשאול שאלה מדעית ולהעלות השערות ולבחון את ההשערה שלהם באמצעות בדיקות אלה. הפרוטוקול הנוכחי מתאר שתי טכניקות צביעה ב- C. elegans שיכולות להתבצע בקלות על ידי תלמידים.

Introduction

הוראת המדעים הביולוגיים בתיכון היא אתגר מתמשך. יש לציין כי הגישה והשימוש בטכנולוגיה הביאו להתקדמות חשובה בתהליך ההוראה-למידה, אולם כלים כגון צ'טבוטים של בינה מלאכותית מקשים על רציונליזציה וחיפוש ראיות בשל תגובות קלות (ולעיתים שגויות) המתקבלות¹. בגלל זה, השימוש בשיטה מדעית עם ניסויים מעשיים בגישה מבוססת חקירה בכיתה היא אסטרטגיה חשובה לפתח או לעורר חשיבה ביקורתית, יצירתיות, ומיומנויות טכניות אצל התלמידים².

בהקשר זה, הנמטודה החיה החופשית Caenorhabditis elegans שימשה בהצלחה בניסויים למטרות הוראה³ בגלל יתרונותיה המיוחדים: היא אינה ט....

Protocol

הערה: ניתן להשיג חיידקי Escherichia coli OP50 (E. coli OP50) וזני בר מסוג Bristol N2 מ-CGC, אוניברסיטת מינסוטה, ארה"ב או מתרומה ממעבדת C. elegans . למען בטיחות החוקרים, חובה להשתמש בציוד מגן אישי. למרות שהריכוזים של ריאגנטים כמו היפוכלוריט ונתרן הידרוקסידי נמוכים, חיוני ללבוש את ה- PPE המומלץ, כפי שמודגש בכתב היד, כדי למזער את כל הסיכונים הפוטנציאליים הקשורים לכימיקלים אלה.

1. תכולת הגליקוגן

1. הכנת לוחיות בדיקה
   1. הכינו שש פלטות אגר NGM בגודל 60 מ"מ x 15 מ"מ²⁰ (10 מ"ל של אגר מדיה לגידול נמטודות, NGM, כמתואר בטבלה משלימה ....

תוצאות

בדיקת תכולת הגליקוגן מספקת שיטה חזקה ומהירה לסינון תנאי בדיקה שונים, כגון מחקרים השוואתיים של זנים שונים שעשויים להשפיע על סינתזת הגליקוגן או פירוקו. במחקר זה, תולעי L4 עברו שלושה תנאי בדיקה שונים: צום, האכלה וקבוצות מועשרות בגלוקוז. הבדיקה בוצעה שלוש פעמים, כאשר כל תנאי ש.......

Discussion

לסיכום, פרוטוקול זה מספק הערכה איכותית של תכולת הגליקוגן בתולעי C. elegans בודדות באמצעות צביעת לוגול: בדיקה פשוטה, חזקה ומהירה. צביעת לוגול היא גישה נטולת תוויות ולא פולשנית המאפשרת רכישת נתונים מולקולריים ברזולוציות תת-תאיות, ומאפשרת ניטור תנודות בתכולת הגליקוגן בתו?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.5 mL microtubes	Local suppliers	-
37-degree incubator	KS 4000i	97014-816
50 mL conical tube	Local suppliers	-
6 cm Petri plates	Local suppliers	-
Agar bacteriological	Dinâmica Química Contemporânea Ltda.	9002-18-0
C. elegans Bristol N2 (wild type)	Caenorhabditis elegans Genetic Center (CGC, Minnesota, USA)	-
CaCL2	Dinâmica Química Contemporânea Ltda.	10035-04-8
Cholesterol	Sigma-Aldrich Brasil Ltda	57-88-5
D-(+)-Glucose anhydrous	Neon	50-99-7
Distilled H2O	Local suppliers	-
Erioglaucine disodium salt	Sigma-Aldrich Brasil Ltda	3844-45-9
Escherichia coli OP50	Caenorhabditis elegans Genetic Center (CGC, Minnesota, USA)	-
Flow hood	Mylabor
Incubator	Panasonic Healthcare company of North America, MIR-254-PA.	-
KH2PO4	Dinâmica Química Contemporânea Ltda.	7778-77-0
Levamisole hydrochloride	RIPERCOL L 150F	-
Lugol solution	Sigma-Aldrich Brasil Ltda	L6146
MgSO4	Synth	S1063-01-AH
Microcentrifuge	Centrifuge 5425R Eppendorf SE, Germany
Na2HPO4	Dinâmica Química Contemporânea Ltda.	7558-79-4
NaCl	Dinâmica Química Contemporânea Ltda.	7647-14-5
Nystatin	Sigma-Aldrich Brasil Ltda	N6261
Peptone bacteriological	êxodo científica	91079-38-8
Stereomicroscope	Leica S8 Apo Stereomicroscope (São Paulo, Brazil)
Streptomycin Sulfate	Estreptomax	-