新冠疫情突显了公众教育关于病毒感染的重要性。除了告知公众,整合病毒教育到学校课程中以培养未来的科学家同样至关重要。最近,研究人员成功拍摄了“巨型”病毒Mimivirus感染细胞的过程,制作了一段引人入胜的视频,能够帮助教育工作者使生物课更具吸引力。
新冠疫情激发了公众对病毒及其在疾病中作用的理解欲望。对传达病毒学概念的重视显著增加,以提高大家对病毒传播和预防的意识。
但是,教育工作者如何有效地向学生展示微观现象如病毒感染呢?
当今的科学教育强调视觉学习——教师越来越试图通过引人注目的视觉效果和视频来吸引学生,超越传统的教科书图表。然而,病毒的观察带来了重大挑战,因为它们通常无法通过学校和大学中的标准“光学显微镜”观察到。通常需要先进且昂贵的设备才能看到它们。
现在,东京科技大学的武村雅春教授领导的团队于2024年11月8日在《微生物学与生物教育杂志》上发布的研究取得了突破,首次使用光学显微镜捕捉病毒感染过程,并创建了一段卓越的研究成果视频。该研究集中于被称为Mimivirus的“巨型”病毒,东京的米根制作公司森冈香菜子女士和藤枝亜由美女士参与了贡献。
Mimivirus的颗粒大小大于大多数病毒,可以在光学显微镜下观察,是一个极好的教育资源。研究人员旨在展示Mimivirus如何感染一种叫做Acanthamoeba的微生物。由于变形虫在液体中的持续运动,观察变形虫在显微镜下是具有挑战性的;因此,团队利用了一种添加了名为琼脂的胶状物质的改良生长介质。这种介质还包含感染变形虫的病毒,使得Acanthamoeba细胞在感染后逐渐减缓运动。
他们成功捕捉到了感染过程的逐步视频。最初,健康的Acanthamoeba细胞活跃地移动,但在与Mimivirus接触后,它们减缓并最终停止了运动。当细胞停止移动时,研究人员注意到变形虫中出现了“病毒颗粒工厂”,产生更多的病毒颗粒,最终导致细胞因膜破裂而死亡。
武村教授强调了该研究的新颖性,表示:“我们首次在全球范围内成功持续可视化了病毒感染过程中发生的相关过程,包括病毒的增殖、释放以及随之而来的细胞死亡。”
展示Mimivirus感染单个Acanthamoeba细胞的视频在东京科技大学的生物课堂上展出,获得了学生们的积极反馈。研究人员观察到,这段影片似乎影响了学生们对病毒的看法,鼓励他们更加科学和生物学地理解病毒。
该研究遵循生物安全指南,因为Acanthamoeba细胞和病毒是在设备齐全的实验室中培养的。学生们并未操控任何设备;这堂课严格基于在教室环境中观看录制的视频。
武村教授相信这部影片将成为一个有用的教育工具,表示:“它加深了学生们对病毒增殖过程的理解,并强调了病毒的生物学重要性、它们对宿主细胞的影响以及它们在生态系统中的作用。”
历史上,病毒在很大程度上保持不可见,仅能通过专业技术观察——但这段创新的视频改变了这一点。我们相信,这段非凡的录制将对全球的病毒学教育工作者和科学专业人士至关重要!