“原来,它是一种拥有几何形状触角的生物!”首个高中生噬菌体猎手训练营开营

“原来,它是一种拥有几何形状触角的生物,非常神奇,这也是我第一次这么近距离地观察到噬菌体,以前都只闻其名,不见其身。这次在老师的辅导下,我终于提取出了噬菌体。” 上师大二附中高一6班侯顺利同学一边看着显微镜,一边激动地说。这个充满神秘色彩的 “噬菌体猎手”兴趣营项目是经过一年多的孕育之后开花结果,目前正式开营。

噬菌体猎手训练营,是由上海市公共卫生临床中心噬菌体与耐药研究所和上海师范大学第二附属中学共建的项目(PHD项目)。

为何要办这个特殊的营?

“这个特殊的营,是为了加大对噬菌体及噬菌体治疗的科学普及,扩充目前的裂解性噬菌体库,并结合高中生综合素质发展需求和兴趣导向,培养中学生科研探索能力。上师大二附中的学生们是首批参营的幸运者。”上师大二附中校办主任宋燕告诉记者。

噬菌体到底是什么?记者带着疑问,找到了复旦大学附属华山医院终身教授翁心华寻求解释。

“噬菌体从本质上来说,就是一种病毒。这种病毒可以用来裂解细菌,通俗地来说,就是专吃细菌,是细菌的天敌。不过他有一个很奇特的爱好,就是一种噬菌体只吃一种细菌,绝不会变,所以不同细菌需要不同噬菌体对付。”

“高中生是兴趣爱好最广泛、学习能力最强的群体。寻找噬菌体就是孩子们发现自己的过程,激发孩子们爱研究爱探索的天性。”上海师范大学张峥嵘副校长介绍。

“若能造福全人类,我愿意”

“我希望未来我也能找到一种噬菌体,帮助那些受病痛折磨的人。”上师大二附中高一6班侯顺利同学是报名参营的同学之一,他表达了自己参营的原因和决心。

“以前我认为噬菌体只不是是一种对人无害的病毒罢了,加入了噬菌体猎手训练营以后我才知道,原来噬菌体也可以消灭细菌,可以治疗疾病,每次想到老师说的,在我们身边可能就存在造福全人类的噬菌体时,我就不由得心血来潮,想要去了解噬菌体的知识。”

噬菌体猎手训练营的活动一般设置在周五下午的两节活动课上,在学校的实验楼里,摆放着各种各样的仪器,注射器,LB平板,离心机,电子显微镜一应俱全。

自噬菌体训练营开营以来,迄今已经开展了三次活动,其中两次是理论课,讲述噬菌体的基础知识,实验流程和注意事项进行的讲解,剩下的一次就留给同学们亲手操作,提取并见识噬菌体的神奇“真面目”了。

几何形状有触角,长得好奇怪

“肉眼没办法观察仔细,我们就拿出了电子显微镜观察,”侯顺利说道,“原来,它是一种拥有几何形状触角的生物,非常神奇,这也是我第一次这么近距离地观察到噬菌体,以前都只闻其名,不见其身。这次在老师的辅导下,我终于提取出了噬菌体。”

……

说起那一次实验课如何提取噬菌体的时候,侯顺利回忆道:“操作流程说不上复杂,但是我在实验前还是反复看了好几次实验操作笔记,确保能完美完成实验。”

要提取大肠杆菌噬菌体,要怎么做呢?

第一步,从下水道里提取一些没有过滤过的污水作为原材料,然后污水放入离心机中,去除一些肉眼可见的杂质。“由于大肠杆菌噬菌体属于较为常见的一类,一般在10ml的污水中都能找到一两个。”侯顺利同学解释道。

第二步,把过滤完成,可能含有大肠杆菌噬菌体的液体过膜,过滤其余杂质,得到澄清液体。

第三步,向过滤完成的液体中滴加大肠杆菌,培养大肠杆菌繁殖,此过程一般要进行12-24个小时。

第四部,将液体进行第二次离心,完成后将剩余液体放置在含有1.5%琼脂的LB平板上,在37℃的环境下放置24小时。

一切完成之后,出现的透明斑就是大肠杆菌的噬菌体了。

 

拓展高中生课余生活,从小培养医学兴趣

上海公共卫生临床中心朱同玉院长是这个训练营的专业老师,他表示,训练营能让真正有兴趣投入生命科学的孩子从高中阶段就能被挖掘出来,让医学和生命科学事业后继有人。“以后没准国家大奖乃至诺贝尔奖也许都从这些学生里出来呢。”

未来学生们如发现新的噬菌体,可以“复旦属,金山种”来分类,成功筛选到新噬菌体的猎手,还拥有对此噬菌体的命名权。这一“俗名”将一直伴随这个噬菌体,将来还有望出现在专业的科研论文中,也有望于挽救超级细菌感染患者的生命。

在了解噬菌体猎手训练营的过程中,翁老告诉记者,实际上,此项目并非上海原创早在2008年,美国便发起了噬菌体猎人科教联盟(SEA-PHAGES)和噬菌体猎人研学联盟(PHIRE)活动。重庆西南大学的谢建平教授也曾开展过类似的科普活动。

在美国,SEA-PHAGES面向大学新生和高中生,截至目前已成功筛选出15000多株噬菌体,发表了40多篇专业论文。就在今年,从学生们筛选到的噬菌体中筛选到了3株能够裂解脓肿分枝杆菌的噬菌体,成功的挽救了一个患有肺囊性纤维化严重疾病的15岁女孩的生命。此疾病若没有及时治疗,很多患者会在10岁左右引起并发症而夭折。

这样的医疗成果不由得让上海噬菌体猎手项目组织者,看到高中生们。中国高中生的聪明程度和动手能力并不亚于任何一个民族,临床试验也正在进行,何不利用这两方面的优势开展这个项目,让同学们也加入进来?一旦筛选到好的噬菌体,将会很快在临床得到应用。

“任何一门学科的知识都是由简单到复杂,“翁老说道,”高中课本中就有科学家赫尔希(Hershey)和蔡司(Chase)证明DNA是遗传物质的经典试验,其中就利用了T2噬菌体感染大肠杆菌的模型。而且噬菌体筛选和细菌培养实验并不复杂,在高中的拓展课堂即可开展,对于有兴趣的同学来说是很好的增长知识的机会。”

如今中国的噬菌体研究者们已经在做这方面的努力,噬菌体研究领域的交流及跨学科交流也很频繁。每年举办超级细菌感染与噬菌体治疗全国性会议,这也为这个噬菌体训练营的推广,奠定了基础。未来,“噬菌体猎手兴趣营”有望在全上海高中进行推广,继而会在全国散布开来。

“科学精神、探索能力要从孩子开始抓起,医学是服务人类的一项伟大事业,相信从小亲身参与对于学生们立志投身到医学事业会有帮助。”市卫健委衣承东副主任说道。

来源:周到上海       作者:朱晓芳 邱宜成