论文标题：Virus goes viral: an educational kit for virology classes

期刊：Virology Journal

作者：Gabriel Augusto Pires de Souza et.al

发表时间：2020/01/31

数字识别码：10.1186/s12985-020-1291-9

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原文作者：Gabriel Augusto Pires de Souza, Victória Queiroz, Erik Reis and Jônatas Abrahão

JônatasS. Abrahão团队开发了一个教学工具包，对病毒学课程的内容进行了更新，使其与病毒学研究的最新进展保持同步。这一玻片工具包旨在营造启发性的学习环境，激发学生对病毒的兴趣。相关研究发表在Virology Journal上，欢迎点击“阅读原文”查看详情。

图1

人类历史上几次关键事件中都能看到病毒的身影，它们给人类带来恐惧的同时也令人着迷。对于所有生物来说，它们是种群控制和自然选择的重要力量之一。当前的媒体上铺天盖地都是SARS-CoV-2大流行，而在上个世纪，天花、西班牙流感、麻疹病毒等就曾就造成数百万人的死亡。

了解病毒及其生存的环境不仅有助于减轻病毒载量，对于改进生物学技术也是至关重要。病毒可以帮助我们更好地了解人类演化，并开发出应对其他病原微生物（如多重耐药细菌）及被其感染细胞的新方法。根据这些研究发现，我们甚至能够找到包括肿瘤在内的其他疾病的新疗法。

和病毒本身一样，病毒学课程、与病毒相关的诸多众多生物技术应用、海量病毒学新进展和如何将其传授给学生之间的空白领域同样也在不断变化发展。

图2

左到右：如何利用发掘巨大病毒的教学潜力？开发病毒学教学工具、价格低廉、探索病毒的方方面面、经典病毒学内容、实践课程 = 亲自动手而非单纯课堂学习、丰富学习内容并将其与最新的研究发现联系起来

教学存在空白领域，最主要的原因是病毒属于微观生物，因此如何以形象的方式展现颇有挑战，示意图、插图还是显微镜图片？另外，病毒学课程面临的问题还包括保证实践课的生物安全所需的高昂花费以及教师（特别是高中）本身对于学科的掌握和热忱有限。

病毒体积上限的问题在巨大DNA病毒被发现之后已经不再是问题了。巨大DNA病毒大都感染自由活动的变形虫，基因组丰富、病毒直径大、转录相对独立——这几个特征完全打破了经典病毒学模型。

但这些新发现的病毒并没有被纳入到病毒学课程中，课程内容相对老旧且仍主要限于致病性病毒，反复加深了“所有病毒都是不好的”这一刻板印象。

开发一款病毒教学工具包

基于当前病毒学课程的情况，挑战（也可以说是机遇）出现了：如何发掘巨大病毒的潜力来解决病毒学课程面临的挑战？是否能够开发相应的工具，在不大幅度提高教学成本的情况下让老师们能够丰富学习内容并将其与最新的研究发现联系起来呢？

为此，我们决定开发一套可用于光学显微镜的玻片工具包，帮助学生探索巨大病毒的生物学特性以及动物病毒和细胞之间的相互作用。这种方法不仅有利于启发学生，而且成本低廉、生物安全性高，因此非常适合病毒学实践课。

使用载玻片染色材料、我们手头的病毒库和细胞系，我们制作了显微镜玻片工具盒，我们将其称命名为“让病毒课嗨起来”。借助这套玻片，学生们可以观察巨大病毒、病毒复制工厂以及可感染动物细胞的多种病毒噬菌斑之间的差异。

图3

左到右：蚂蚁、红细胞、大肠杆菌、图邦病毒、噬菌体、寨卡病毒、DNA

“让病毒课嗨起来”工具包包括一套可用显微镜观察的载玻片，学生们可以观察巨大病毒，比较其大小形态，了解病毒与感染细胞之间相互作用。工具包中还有一份教学指南作为补充材料，指南中包括学生需要掌握的基本概念，比如上图中的标尺。利用这一标尺，通过与其他微生物的比较，学生们对病毒直径的大小概念将有更直观的认识。

除了实践材料，我们还同时开发了补充材料来解决之前病毒学教学过程中发现的一个问题：教师本身对学科内容的掌握存在欠缺。补充材料并不是单纯为了指导学生如何操作——材料中确实有操作指南的部分，如使用哪个物镜、是否需要使用浸油、每张载玻片的观察重点是什么等；但同时材料还对每张载玻片的主要观察主题进行了补充和说明，比如什么是病毒复制工厂、噬菌斑是如何形成的。我们也尽量努力让这些材料看起来简单有趣又吸引人。

在实际场景中测试教学工具包

在巴西米纳斯吉拉斯联邦大学微生物系教学实习项目中，我给一群药学专业的本科学生上了一堂病毒学实践课，并有机会对这套载玻片进行了实际场景测试。

简单介绍了巨大病毒的发现之后，我问学生们他们是否想过自己能真的看见一个病毒。我清楚地记得当时他们争先恐后地想在显微镜下看清楚图邦病毒（Tupanvirus）那张玻片，因为我告诉他们这是迄今为止发现的最大的病毒。在他们的眼神里，我看到了喜悦与着迷。一个学生说，她觉得这种病毒看起来像芽孢杆菌（我并不赞同这种说法，于是鼓励大家仔细观察病毒的独特外形）。

提问和辩论是学习过程中的重要环节，也是我们对这套玻片一直以来的期待：成为一种有助于营造具有启发性的学习环境的病毒学教学工具。

Virology Journal is an open access, peer reviewed journal that considers articles on all aspects of virology, including research on the viruses of animals, plants and microbes. The journal welcomes basic research as well as pre-clinical and clinical studies of novel diagnostic tools, vaccines and anti-viral therapies.

Citation Impact

2.579 - 2-year IF

2.646 - 5-year IF

0.969 - SNIP

1.045 - SJR

摘要：

Background

Viruses are the most numerous entities on Earth and have also been central to many episodes in the history of humankind. As the study of viruses progresses further and further, there are several limitations in transferring this knowledge to undergraduate and high school students. This deficiency is due to the difficulty in designing hands-on lessons that allow students to better absorb content, given limited financial resources and facilities, as well as the difficulty of exploiting viral particles, due to their small dimensions. The development of tools for teaching virology is important to encourage educators to expand on the covered topics and connect them to recent findings. Discoveries, such as giant DNA viruses, have provided an opportunity to explore aspects of viral particles in ways never seen before. Coupling these novel findings with techniques already explored by classical virology, including visualization of cytopathic effects on permissive cells, may represent a new way for teaching virology. This work aimed to develop a slide microscope kit that explores giant virus particles and some aspects of animal virus interaction with cell lines, with the goal of providing an innovative approach to virology teaching.

Methods

Slides were produced by staining, with crystal violet, purified giant viruses and BSC-40 and Vero cells infected with viruses of the generaOrthopoxvirus, Flavivirus, and Alphavirus. Slides with amoebae infected with different species of giant viruses and stained with hemacolor reagents were also produced.

Results

Staining of the giant viruses allowed better visualization of the viral particles, and this technique highlights the diversity in morphology and sizes among them. Hemacolor staining enabled visualization of viral factories in amoebae, and the staining of infected BSC-40 and Vero cell monolayers with crystal violet highlights plaque-forming units.

Conclusions

This kit was used in practical virology classes for the Biological Sciences course (UFMG, Brazil), and it will soon be made available at a low-cost for elementary school teachers in institutions that have microscopes. We hope this tool will foster an inspiring learning environment.

（来源：科学网）