Usando corantes de baixo custo para visualizar o acúmulo de glicogênio e a integridade intestinal em Caenorhabditis elegans

Resumo

O ensino de ciências biológicas pode ser mais estimulante para os alunos por meio do uso da experimentação. Este manuscrito apresenta dois protocolos diferentes, porém complementares, que podem ser utilizados em sala de aula para incentivar os alunos a formular e testar hipóteses relacionadas a dietas hipercalóricas, fome e envelhecimento.

Resumo

Caenorhabditis elegans (C. elegans) é um nematóide transparente, não parasita, com uma biologia simples, o que o torna uma ótima ferramenta para o ensino de ciências biológicas através da coloração das células ou de seu conteúdo molecular. O corante Lugol (solução de iodo-iodeto de potássio) tem sido amplamente utilizado em bioquímica para manchar os estoques de glicogênio. Nesse contexto, é possível observar diferenças entre animais alimentados e famintos, além dos efeitos de diferentes condições, como diferentes dietas e níveis de oxigênio. A erioglaucina é um corante azul que indica a perda da barreira intestinal. Quando a barreira intestinal está intacta, o corante azul mancha dentro do lúmen; no entanto, quando essa integridade é interrompida, o corante vaza para a cavidade do corpo. Usando um estereomicroscópio ou um microscópio, os professores podem demonstrar alterações fisiológicas e bioquímicas, ou podem instigar os alunos a fazer uma pergunta científica e hipotetizar e testar suas hipóteses usando esses ensaios. O presente protocolo descreve duas técnicas de coloração em C. elegans que podem ser facilmente realizadas pelos alunos.

Introdução

O ensino de ciências biológicas no ensino médio é um desafio contínuo. Notadamente, o acesso e o uso da tecnologia trouxeram avanços importantes no processo de ensino-aprendizagem, no entanto, ferramentas como os chatbots de inteligência artificial dificultam a racionalização e a busca de evidências devido às respostas fáceis (e às vezes incorretas) obtidas¹. Por isso, o uso de um método científico com experimentação prática em uma abordagem baseada em investigação em sala de aula é uma estratégia importante para desenvolver ou estimular o pensamento crítico, a criatividade e as habilidades técnicas dos alunos<....

Protocolo

NOTA: A bactéria Escherichia coli OP50 (E. coli OP50) e as cepas do tipo selvagem Bristol N2 podem ser obtidas no CGC, Universidade de Minnesota, EUA ou por doação de um laboratório de C. elegans . Para a segurança dos pesquisadores, é imprescindível o uso de Equipamentos de Proteção Individual. Embora as concentrações de reagentes como hipoclorito e hidróxido de sódio sejam baixas, é essencial usar o EPI recomendado, conforme destacado no manuscrito, para minimizar quaisquer riscos potenciais associados a esses produtos químicos.

1. Conteúdo de glicogênio

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Resultados

O ensaio de conteúdo de glicogênio fornece um método robusto e rápido para rastrear várias condições de teste, como estudos comparativos de diferentes cepas que podem influenciar a síntese ou degradação de glicogênio. Neste estudo, os vermes L4 foram submetidos a três condições de teste distintas: grupos em jejum, alimentação e enriquecidos com glicose. O ensaio foi realizado três vezes, com cada condição replicada duas vezes em cada ensaio; uma imagem representativa ?.......

Discussão

Em resumo, este protocolo fornece uma avaliação qualitativa do conteúdo de glicogênio em vermes individuais de C. elegans usando a coloração de Lugol: um ensaio simples, robusto e rápido. A coloração de Lugol é uma abordagem sem marcação e não invasiva que facilita a aquisição de dados moleculares em resoluções subcelulares, permitindo o monitoramento das flutuações do conteúdo de glicogênio em vermes individuais¹⁰. Além disso, o ens.......

Materiais

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	-