C. elegans est un nématode – un membre du phylum Nematoda qui incorpore les vers ronds et les vers filiformes, un phylum de vers à peau lisse, non segmentés, avec une longue forme de corps cylindrique effilée aux extrémités, comprenant des formes libres et parasites à la fois aquatiques et terrestres. C. elegans est petit, atteignant environ 1 mm de long, et vit dans le sol – en particulier dans la végétation en décomposition – dans de nombreuses régions du monde, où il survit en se nourrissant de microbes tels que les bactéries. Il n’a aucune importance économique pour l’homme. C. elegans est à peu près l’organisme le plus primitif qui existe, mais il partage de nombreuses caractéristiques biologiques essentielles qui sont des problèmes centraux de la biologie humaine. Le ver est conçu comme une cellule unique qui subit un processus complexe de développement, commençant par le clivage embryonnaire, se poursuivant par la morphogenèse et la croissance jusqu’à l’adulte. Il possède un système nerveux avec un « cerveau » (l’anneau nerveux circumpharyngien). Il présente un comportement et est même capable d’un apprentissage rudimentaire. Il produit des spermatozoïdes et des œufs, s’accouple et se reproduit. Après la reproduction, il vieillit progressivement, perd de sa vigueur et finit par mourir. L’embryogenèse, la morphogenèse, le développement, la fonction nerveuse, le comportement et le vieillissement, et la manière dont ils sont déterminés par les gènes, font partie des mystères les plus fondamentaux de la biologie moderne. C. elegans présente ces phénomènes, mais ne mesure qu’un millimètre de long et peut être manipulé comme un micro-organisme – il est généralement cultivé sur des plaques de Pétri ensemencées de bactéries. Les 959 cellules somatiques de son corps transparent sont visibles au microscope, et sa durée de vie moyenne est de 2 à 3 semaines seulement. Ainsi, C. elegans offre aux chercheurs le compromis idéal entre complexité et facilité d’utilisation. Il existe deux sexes, un hermaphrodite autofécondant et un mâle. L’adulte est essentiellement constitué d’un tube, la cuticule extérieure, contenant deux tubes plus petits, le pharynx et l’intestin, et le système reproducteur. La majeure partie du volume de l’animal est occupée par l’appareil reproducteur. Sur les 959 cellules somatiques de l’hermaphrodite, quelque 300 sont des neurones. Les structures neuronales comprennent une batterie d’organes sensoriels situés dans la tête qui servent de médiateurs pour les réponses au goût, à l’odorat, à la température et au toucher et, bien que le C. elegans n’ait pas d’yeux, il peut réagir légèrement à la lumière. Parmi les autres structures neurales, on trouve un anneau nerveux antérieur avec un cordon nerveux ventral qui descend le long du corps. (Il existe également un cordon nerveux dorsal plus petit.) Il y a 81 cellules musculaires. Le C. elegans se déplace au moyen de quatre bandes longitudinales de muscles appariés de manière sous-dorsale et sous-ventrale. La flexion et la relaxation alternées génèrent des ondes dorsales-ventrales le long du corps, propulsant l’animal. Le développement et la fonction de cet organisme diploïde sont codés par environ 17 800 gènes distincts.
