新冠疫情讓公眾對病毒及其致病機制的興趣大幅提升。為了提高人們對病毒傳播與預(yù)防的科學(xué)認(rèn)知，傳遞病毒學(xué)知識成為科普的重要方向。然而，在生物課堂中，如何向?qū)W生展示病毒感染等微觀過程卻是一個長期存在的難題。

　　微觀教學(xué)的挑戰(zhàn)與突破

　　現(xiàn)代科學(xué)教育更強調(diào)“眼見為實”。相比傳統(tǒng)的課本圖解，吸引學(xué)生注意力的動態(tài)視覺內(nèi)容和視頻正逐漸成為教學(xué)的主流。然而，病毒通常太小，難以通過學(xué)校常見的光學(xué)顯微鏡直接觀察，需要昂貴且專業(yè)化的設(shè)備來實現(xiàn)可視化。這一障礙長期限制了病毒相關(guān)知識的直觀教學(xué)。

　　最近，日本東京理科大學(xué)的竹村正治教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊，在《微生物學(xué)與生物教育雜志》上發(fā)表了一項開創(chuàng)性研究。他們首次通過光學(xué)顯微鏡捕捉到了病毒感染的全過程，并制作了一段高質(zhì)量視頻，將病毒感染的動態(tài)畫面呈現(xiàn)給學(xué)生。這一研究的關(guān)鍵在于選用了特殊的“巨型病毒”——Mimivirus（擬菌病毒）。

　　Mimivirus：病毒教學(xué)的新希望

　　Mimivirus與大多數(shù)病毒不同，其顆粒體積足夠大，能夠被光學(xué)顯微鏡觀察到，因此成為展示病毒感染過程的理想材料。研究人員利用Mimivirus感染了一種微生物——變形蟲（Acanthamoeba），并詳細(xì)記錄了整個感染過程。然而，由于變形蟲在液體培養(yǎng)基中會持續(xù)運動，直接觀察較為困難。為此，團(tuán)隊創(chuàng)新性地使用了含有凝膠狀瓊脂的改良培養(yǎng)基，既穩(wěn)定了變形蟲的運動，又允許病毒在此環(huán)境中完成感染過程。

　　視頻清晰展示了感染的多個階段：健康的變形蟲細(xì)胞最初活躍地游動，但隨著感染的發(fā)生逐漸減緩，最終完全靜止。在停止運動后，細(xì)胞內(nèi)部逐漸形成“病毒顆粒工廠”（virion factory），這些工廠開始生成大量新的病毒顆粒。最后，受感染的細(xì)胞因膜破裂而死亡，釋放出大量新生成的病毒。

　　前沿教學(xué)的應(yīng)用

　　研究團(tuán)隊制作的視頻在東京理科大學(xué)的生物課堂中首次播放，吸引了學(xué)生的廣泛興趣。許多學(xué)生通過視頻直觀地了解了病毒的感染過程，一些學(xué)生甚至改變了對病毒的傳統(tǒng)印象，開始從更科學(xué)的角度重新認(rèn)識病毒的生物學(xué)意義。

　　竹村教授表示：“我們首次成功地實現(xiàn)了病毒感染全過程的動態(tài)、連續(xù)可視化，這包括病毒的增殖、釋放以及宿主細(xì)胞的死亡等重要事件。”

　　安全性與教育價值

　　值得注意的是，研究團(tuán)隊嚴(yán)格遵守生物安全準(zhǔn)則，所有實驗均在高標(biāo)準(zhǔn)實驗室內(nèi)進(jìn)行，學(xué)生僅通過觀看視頻學(xué)習(xí)，不直接接觸任何實驗材料。這種方式不僅保證了安全性，還為教育者提供了一種低成本、高效率的教學(xué)工具。

　　竹村教授進(jìn)一步強調(diào)，這段視頻有助于學(xué)生深入理解病毒的增殖機制及其對宿主細(xì)胞命運的影響，同時揭示了病毒在生態(tài)系統(tǒng)中的重要角色。

　　他補充道：“通過這樣的教學(xué)手段，學(xué)生能夠更清楚地認(rèn)識到病毒不僅是致病因子，也是生態(tài)系統(tǒng)中不可忽視的生物學(xué)組成部分。”

　　科學(xué)教育的未來

　　這一研究為生物教學(xué)注入了新的活力，也為未來的科學(xué)傳播和教學(xué)探索了新途徑。通過Mimivirus這樣的模型病毒，學(xué)生可以直觀學(xué)習(xí)病毒的生物學(xué)特性，激發(fā)對微生物世界的興趣。

　　正如竹村教授所言：“科學(xué)教育的核心在于啟發(fā)和引導(dǎo)。通過這種形式，復(fù)雜的微觀過程也能變得生動而易于理解。”