Quando la pandemia ha mandato a casa molti studenti, I ricercatori dell'Università dell'Arizona e gli insegnanti di Tucson si sono rapidamente adattati alle sfide dell'insegnamento delle scienze senza un laboratorio o un'aula. Un nuovo documento, pubblicato sulla rivista L'insegnante di biologia americana , delinea una lezione di scienze a casa sviluppata presso UArizona per insegnare ai liceali la bioinformatica e il SARS-CoV-2, il virus che causa il COVID-19. Il programma delle lezioni è disponibile per gli insegnanti delle scuole superiori interessati in tutto il paese.

Poiché il piano della lezione è stato creato prima che le nuove varianti di COVID-19 diventassero prevalenti, gli autori del documento hanno incluso un addendum che raccomandava a studenti e insegnanti di esplorare le varianti emergenti utilizzando l'attività. Mentre la pandemia continua, nuove lezioni e concetti possono essere insegnati sulla base delle tecniche delineate nel documento, dicono i ricercatori.

"Lo scorso anno scolastico è stato impegnativo per quelli di noi nel campo dell'istruzione. Tuttavia, le lezioni riguardanti SARS-CoV-2 sono state una direzione naturale per l'istruzione virtuale poiché combina la rilevanza di COVID con l'uso del computer a casa per l'analisi dei dati genetici, " ha detto l'autore principale dello studio Nadja Anderson , un assistente professore di pratica presso il Dipartimento di biologia molecolare e cellulare dell'UArizona e direttore del progetto BIOTECH del dipartimento.

Dal 1996, il progetto BIOTECH ha fornito agli insegnanti dell'Arizona materiali, attrezzature e formazione per condurre esperimenti di genetica molecolare con studenti delle scuole superiori. Un sottogruppo degli studenti delle scuole superiori che partecipano al progetto BIOTECH segue anche corsi di livello universitario in biologia molecolare e cellulare, sono iscritti all'università, guadagnare crediti universitari e sono esposti a ricerche di laboratorio universitarie.

Il documento descrive un piano di lezioni creato prima dell'introduzione dei vaccini COVID-19. Almeno tre scuole superiori della zona di Tucson hanno utilizzato il piano per studiare le proteine ​​di tutti e sette i coronavirus:i quattro che causano il comune raffreddore, e la SARS, Virus MERS e SARS-CoV-2. L'obiettivo era indagare se la proteina spike SARS-CoV-2 sarebbe stata un buon candidato per un vaccino.

"Avevamo gli studenti a guardare le sequenze proteiche della proteina spike, la proteina all'esterno del virus che lo rende un candidato ideale per il tuo sistema immunitario per mirare e creare una risposta immunitaria, " ha detto Anderson.

Gli studenti hanno appreso come funzionano i diversi vaccini e hanno condotto un confronto dettagliato delle sequenze proteiche.

Osservando l'unicità delle proteine ​​spike, gli studenti sono stati in grado di vedere la relazione evolutiva dei sette coronavirus dal loro computer a casa. Alla fine, gli studenti hanno confrontato tra loro le sequenze di proteine ​​spike di diverse versioni di SARS-CoV-2 e hanno visto che la somiglianza della sequenza all'interno delle proteine ​​spike le rendeva buoni candidati al vaccino.

Tutto il lavoro è stato svolto prima che le varianti di COVID-19 iniziassero a diffondersi ampiamente.

"Il giornale non ne parla, ma gli studenti possono usare questo esercizio per analizzare alcune delle proteine ​​spike varianti come un altro esercizio, anche, " ha detto Anderson.

In definitiva, ha detto che spera che gli studenti abbiano acquisito una comprensione dei virus e dei vaccini e del loro funzionamento.

"L'istruzione è una di quelle cose in cui più si sa, più riesci a farti strada tra tutte le informazioni là fuori, e ci sono molte cose là fuori che non sono corrette, " ha detto Anderson. "Se capiscono come funzionano e come sono fatti i vaccini, quindi possono analizzare criticamente le informazioni e, si spera, possono farsi strada attraverso tutta la disinformazione".

Oltre a fornire lezioni online durante la pandemia, Anderson ha sviluppato kit pratici per aiutare gli studenti a condurre la scienza a casa. Oltre 1, 000 kit per costruire scatole per elettroforesi, apparecchiature utilizzate nei laboratori di biologia molecolare per separare e analizzare il DNA, sono stati inviati agli studenti di tutta Tucson. Gli studenti hanno utilizzato la loro scatola di elettroforesi per analizzare il DNA da una varietà di lezioni fornite dal progetto BIOTECH, comprese attività di finta scena del crimine e test genetici simulati.

"Anche le famiglie di alcuni bambini sono state coinvolte negli esperimenti a casa, " Anderson ha detto. "Gli studenti sono diventati sostenitori della sicurezza in casa, e successivamente la necessità di vaccinazioni. Il lavoro del progetto BIOTECH non solo ha migliorato l'istruzione di questi studenti, ma anche della nostra comunità».