10月18日《科学》杂志精选

“水上垃圾车”在睡眠中效果最佳

对于那些不确定为什么睡个好觉会让我们思考得更好的科学家来说，他们终于找到了方法。根据一项新的研究，睡前发生的独特的大脑变化可以消除白天积累的有害毒素。当人们睡眠不足时，除了其他行为问题，他们还会出现决策问题和学习障碍。有一点是清楚的:人们必须休息，以便能够每天正常工作并保持健康，但是科学家仍然不知道为什么睡眠可以产生恢复作用。谢露露和他的同事使用一种叫做离子电渗疗法的技术来研究睡眠和清醒小鼠大脑中的液体流动。具体来说，他们观察了组织间隙中的液体流动，这是脑细胞之间的空白区域。流过这些空间的液体非常像水中的垃圾车，它可以清除流过过程中的有毒代谢物——也就是说，清醒时日常操作中脑细胞分泌的降解产物。谢和他的同事发现，睡眠(或麻醉)小鼠大脑的组织间隙比清醒小鼠大60%。睡眠老鼠的大脑有更好的清除废物的能力。这些废物之一是β淀粉样蛋白，一种与阿尔茨海默病相关的蛋白质。研究人员使用荧光标记来标记β淀粉样蛋白，并观察到β淀粉样蛋白在睡眠小鼠中流出大脑的速度是正常小鼠的两倍。事实上，谢和他的同事报告说，在老鼠清醒状态下，只有5%的废物是在睡眠中流出大脑的。他们的研究有助于解释为什么我们睡眠充足时大脑表现更好。此外，正如苏珊娜·赫库兰纳-胡泽尔在一篇文章中提出的，这项工作可以用来更好地定义白天大脑中积累的增加癫痫或偏头痛风险的废物。

亚马逊树木计数显示

只有几棵树占优势。

研究人员表示，亚马逊流域大约有16，000种不同的树种，但其中227种——仅占总数的1.4%——几乎占到雨林树木的一半。这一发现意味着亚马逊生态系统，这是世界上最丰富和最多样化的生态系统，依赖于一个非常小的物种群体。汉斯特·斯蒂奇和一个由100多名同事组成的团队在亚马逊盆地的1170个不同的树木区域中对任何树干直径为3.9英寸(10厘米)的树木进行了编目。他们的分析提供了亚马逊森林物种丰富、稀少和丰富的新细节。迄今为止，关于树种组成和分布的数据非常稀少，仅限于地方和区域范围。(事实上，研究人员甚至不知道亚马逊最常见的树种是什么。然而，作为这项新研究的结果，人们现在知道它是珠状埃塔布朗欧忒耳佩预制棕榈。227)被研究人员确定为“高度优势”的树木经常出现在某些生境中，将它们限制在一种或两种类型的森林中，例如沼泽森林、陆地森林或白沙森林。总之，这些数据有助于未来的保护和气候科学家。

致命青蛙真菌的巧妙策略

像地下忍者一样，一种特殊的真菌细胞潜入世界各地两栖动物的皮肤并杀死它们。现在一项新的研究指出了为什么这种特殊的真菌如此强大。1998年，发现了一种新的壶腹菌株——树栖蝙蝠蛾。研究人员认为，近几十年来，这导致了数十种青蛙物种的灭绝。他们知道真菌可以被植入青蛙的皮肤，使它们需要一层水化的皮肤来杀死，但是仍然不清楚真菌实际上是如何造成致命打击的。斯科特·菲特斯(J.Scott Fites)等人提出，树栖分枝杆菌将步其他病原真菌的后尘，即阻断宿主的免疫系统。为了找出哪种真菌的分子力量会起这种作用，研究人员将真菌细胞与两栖动物免疫细胞混合，包括那些参与两栖动物第一线和第二线防御的细胞(分别是它们的先天免疫反应和适应性免疫反应)。该真菌对参与先天免疫反应的细胞没有影响，但它能极大地抑制由B和T淋巴细胞产生的更有针对性的适应性免疫反应。(适应性免疫反应是消除真菌感染所必需的。科学家对哺乳动物淋巴细胞进行了进一步的实验，并发现了相同的结果。由于淋巴细胞抑制只有在研究人员使用成熟的真菌细胞而不是年轻的游动孢子(没有细胞壁)时才会发生，Fites和他的同事建议，无论哪种真菌分子对青蛙造成致命伤害，都必须在细胞壁中。为了准确地找到它，还需要进一步的研究。这项研究显示了树栖动物如何逃避两栖动物的免疫系统，解释了为什么它对两栖动物种群如此具有破坏性；即使是天生免疫反应强的青蛙也无法抵抗。这里描述的一般感染机制也可能指示更广泛的宿主-病原体系统。

(这篇专栏文章由美国科学促进会独家提供)

《中国科学新闻》(第二版国际，2013年10月29日)