Caenorhabditis elegans

Dieser Text beschreibt Caenorhabditis elegans.

Das Fadenwurm Caenorhabditis elegans ist ein Vertreter der Rhabditiden , der in den letzten Jahrzehnten vor allem in der Entwicklungsbiologie und der Genetik zu einem beliebten Modellorganismus geworden ist.

C. elegans ist ca. etwa einen Millimeter lang und lebt normalerweise in dem Boden gemäßigter Klimazonen. Dort ernährt er sich vor allem von Bakterien, die Pflanzenstoffe abbauen. Ein großer Teil der Tiere sind Weibchen, die sich selbst befruchten können, also selbstbefruchtende Zwitter. Daneben kommen allerdings auch Männchen vor, die mit einem Hermaphroditen kopulieren und so neuen Nachwuchs produzieren können. Außerdem besitzt der Wurm eine Art Gehirn, einen Nervenring um den Schlund, der als circumpharyngealer Nervenring genannt wird.

In den 1960er Jahren wurde Caenorhabditis elegans durch den Entwicklungsbiologen Sydney Brenner (Nobelpreis für Medizin 2002) in die Wissenschaft als Beobachtungsobjekt für die Zellbiologie und die Entwicklungsbiologie eingeführt. Der Grund dafür war vor allem die so genannte Eutelie. Das bedeutet, dass die Würmer stets die gleiche Anzahl von Zellen bilden. Das Entwicklungsschicksal der einzelnen Zellen ist in dem Allgemeinen zu Beginn der Furchung festgelegt (Mosaikentwicklung). Allerdings ist die Entwicklung von C. elegans kein Musterbeispiel für eine zellautonome Entwicklung, da es auch Regulationsereignisse gibt, d.h. das Entwicklungsschicksal einiger Zellen wird durch andere Zellen gesteuert (Regulationsentwicklung). Das hermaphroditische Geschlecht bei Caenorhabditis elegans in dem ausgewachsenen Zustand stets exakt 959 somatische Zellen. Brenner erforschte die zelluläre Regulation dieser Determination und, Robert Horvitz behandelte damit zusammenhängend, den programmierten Zelltod. Die Ergebnisse der Grundlagenforschung lassen sich auf ein breites Organismenspektrum übertragen, inklusive den Wirbeltieren und damit auch dem Menschen.

Seitdem ist seine Beliebtheit als Modellorganismus stetig gestiegen. Die einfache Handhabung der Tiere auf Agarplatten mit Bakterien als Nahrung und seine entwicklungsbiologischen Merkmalen (Eutelie, einfache Strukturbildung, Durchsichtigkeit u.a.) haben seinen Siegeszug in dem Labor begünstigt. Heute stellt er neben dem Bakterium Escherichia coli, der Taufliege Drosophila melanogaster und der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana den am besten erforschten Organismus der Welt dar. Es ist nicht mehr allein die Entwicklungsbiologie, die Erkenntnisse aus der Erforschung des Wurmes zieht, auch Physiologen, Ökologen, Genomiker , Neurobiologen und Evolutionsbiologen nutzen den Modellorganismus.

Caenorhabtitis elegans war 1998 der erste vollständig sequenzierte Vielzeller überhaupt. 2003 wurde auch das Erbgut der nahe verwandten Art Caenorhabditis briggsae vollständig entschlüsselt, um Vergleichsmöglichkeiten nahe verwandter Arten zu schaffen.