科学家利用光学显微镜捕捉病毒感染过程

   日期:2025-07-30     来源:本站    作者:admin    浏览:79    
核心提示:    2019冠状病毒病大流行提高了公众学习新冠肺炎的兴趣关于病毒以及它们如何引起疾病。人们对传播病毒学有很多关注概念,以

  

  2019冠状病毒病大流行提高了公众学习新冠肺炎的兴趣关于病毒以及它们如何引起疾病。人们对传播病毒学有很多关注概念,以提高公众的认识关于病毒性疾病的传播和预防。

  然而,当涉及到生物学教学时,我们如何在课堂上向学生解释病毒感染等微观过程?

  在现代科学教育中,眼见为实教育工作者现在正试图通过使用引人注目的视觉效果和视频来吸引学生的注意力,而不仅仅是依靠教科书上的图表。然而,就病毒而言,出现了一个主要问题。在学校和大学教室里常见的“光学显微镜”下通常无法看到病毒,需要高度专业化和昂贵的设备才能看到病毒。

  现在,在2024年11月8日发表在《微生物学与生物学教育杂志》上的一项研究中,东京科学大学的竹村正春教授领导的一个团队在光学显微镜下成功地捕捉到了病毒感染的过程,并制作了一个令人惊叹的视频来展示他们的结果。这个过程的关键是一种被称为Mimivirus的独特的“巨型”病毒。这项研究是由日本东京Yone制作公司的Kanako Morioka女士和Ayumi Fujieda女士共同撰写的。

  Mimivirus的颗粒尺寸比大多数病毒大得多,在光学显微镜下可以看到,这使它成为教育工具的理想候选者。研究人员试图可视化Mimivirus如何感染一种叫做棘阿米巴的微生物。在显微镜下很难看到变形虫,因为它们在液体介质中不断运动;因此,他们使用了一种改良的培养基,其中含有一种叫做琼脂的果冻状物质。这种生长培养基中还含有感染阿米巴虫的病毒,感染后,棘阿米巴虫细胞在琼脂糖凝胶下的运动速度逐渐减慢。

  研究人员能够拍摄被感染的单个细胞;事实上,我们可以在他们的镜头中观察到病毒感染过程的所有步骤。虽然健康的棘阿米巴细胞最初四处移动,但它们在感染Mimivirus后逐渐减慢并停止。当变形虫细胞停止移动时,研究人员观察到变形虫细胞内“病毒粒子工厂”的发展,该工厂产生了更多的“病毒粒子”或病毒颗粒。受感染的细胞最终因膜破裂而死亡。

  Takemura教授强调了这项研究的创新,他说:“我们在世界上第一次成功地连续可视化了病毒感染过程中长期发生的事件,例如病毒的增殖,从细胞中释放出来,以及在此过程中细胞的死亡。”

  该影片展示了单个棘阿米巴细胞如何被Mimivirus感染,随后在东京理科大学的生物教室里放映,获得了积极的反应。研究人员观察到,这部电影影响了一些学生对病毒的看法,似乎使他们的观点转向了更科学和生物学的观点。

  这项研究还确保不违反生物安全准则,因为棘阿米巴细胞和病毒是在配备适当的实验室中培养的。教室里的学生实际上并不使用任何设备;重点是在课堂环境中放映拍摄的视频。

  Takemura教授相信这部影片将成为生物学教学的宝贵工具,他解释说:“它增强了学生对病毒增殖机制的理解,并强调了病毒的生物学意义,它们对宿主细胞命运的影响,以及它们在生态系统中的作用。”

  到目前为止,病毒一直隐藏在阴影中,只有通过先进的技术才能看到,但这段开创性的视频改变了一切。我们相信这段独一无二的视频对世界各地的病毒学和科学教育专家来说是无价的!

 
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