新冠疫情让公众对病毒及其致病机制的兴趣大幅提升。为了提高人们对病毒传播与预防的科学认知，传递病毒学知识成为科普的重要方向。然而，在生物课堂中，如何向学生展示病毒感染等微观过程却是一个长期存在的难题。
微观教学的挑战与突破
现代科学教育更强调“眼见为实”。相比传统的课本图解，吸引学生注意力的动态视觉内容和视频正逐渐成为教学的主流。然而，病毒通常太小，难以通过学校常见的光学显微镜直接观察，需要昂贵且专业化的设备来实现可视化。这一障碍长期限制了病毒相关知识的直观教学。
最近，日本东京理科大学的竹村正治教授带领的团队，在《微生物学与生物教育杂志》上发表了一项开创性研究。他们首次通过光学显微镜捕捉到了病毒感染的全过程，并制作了一段高质量视频，将病毒感染的动态画面呈现给学生。这一研究的关键在于选用了特殊的“巨型病毒”——Mimivirus（拟菌病毒）。
Mimivirus：病毒教学的新希望
Mimivirus与大多数病毒不同，其颗粒体积足够大，能够被光学显微镜观察到，因此成为展示病毒感染过程的理想材料。研究人员利用Mimivirus感染了一种微生物——变形虫（Acanthamoeba），并详细记录了整个感染过程。然而，由于变形虫在液体培养基中会持续运动，直接观察较为困难。为此，团队创新性地使用了含有凝胶状琼脂的改良培养基，既稳定了变形虫的运动，又允许病毒在此环境中完成感染过程。
视频清晰展示了感染的多个阶段：健康的变形虫细胞最初活跃地游动，但随着感染的发生逐渐减缓，最终完全静止。在停止运动后，细胞内部逐渐形成“病毒颗粒工厂”（virion factory），这些工厂开始生成大量新的病毒颗粒。最后，受感染的细胞因膜破裂而死亡，释放出大量新生成的病毒。
前沿教学的应用
研究团队制作的视频在东京理科大学的生物课堂中首次播放，吸引了学生的广泛兴趣。许多学生通过视频直观地了解了病毒的感染过程，一些学生甚至改变了对病毒的传统印象，开始从更科学的角度重新认识病毒的生物学意义。
竹村教授表示：“我们首次成功地实现了病毒感染全过程的动态、连续可视化，这包括病毒的增殖、释放以及宿主细胞的死亡等重要事件。”
安全性与教育价值
值得注意的是，研究团队严格遵守生物安全准则，所有实验均在高标准实验室内进行，学生仅通过观看视频学习，不直接接触任何实验材料。这种方式不仅保证了安全性，还为教育者提供了一种低成本、高效率的教学工具。
竹村教授进一步强调，这段视频有助于学生深入理解病毒的增殖机制及其对宿主细胞命运的影响，同时揭示了病毒在生态系统中的重要角色。
他补充道：“通过这样的教学手段，学生能够更清楚地认识到病毒不仅是致病因子，也是生态系统中不可忽视的生物学组成部分。”
科学教育的未来
这一研究为生物教学注入了新的活力，也为未来的科学传播和教学探索了新途径。通过Mimivirus这样的模型病毒，学生可以直观学习病毒的生物学特性，激发对微生物世界的兴趣。
正如竹村教授所言：“科学教育的核心在于启发和引导。通过这种形式，复杂的微观过程也能变得生动而易于理解。”