1月8日《自然》雜志精選

　　 封面故事: 神經系統受傷后的再生

　　在線蟲的神經系統受傷后，一個軸突會朝向其脫離的部分長出新芽。在封面圖片上，固定在細胞膜上的一個熒光團用藍色表示，細胞質用洋紅色表示，同時為了能讓讀者看清楚，各片段的位置也稍微動了一下。Massimo Hilliard及同事對線蟲神經系統中一個高效再生方式作了詳細分析， 這個再生方式被稱為“軸突融合”，即分離的軸突各部分能夠自發地重新連接和融合，以恢復最初的線路連接方式。這種情況下的融合可防止脫離的軸突部分分解，而且只需要通過再生就可以將受損區域橋接起來。作者對這一再生過程所需的分子機制進行了研究，發現它從軸突膜的磷脂組成的改變開始，接著是從重新生長的軸突中以及從周圍組織中吸引特定的分子。引人矚目的是，這一過程中所發現的分子和機制與吞噬細胞對凋亡細胞的識別和吞噬中所涉及的分子和機制相似。

　　蝙蝠的神經羅盤

　　很多哺乳動物能夠在復雜環境中把握方向，這是由于它們能夠對三維空間進行準確的神經表征，其中涉及那些編碼空間、距離、邊界和頭部方向的細胞的協調。通過頭部方向細胞把握方向是這一導航系統的一個關鍵組成部分，但我們對這一羅盤的性質卻知之甚少。在對自由運動的埃及果蝠（它們要么在飛、要么在爬，以尋找食物）所做的一項研究中，Arseny Finkelstein等人為大腦怎樣編碼其神經羅盤提供了新見解。利用來自大腦（具體說是來自名為“前下托”的區域）的神經記錄，本文作者識別出了編碼頭部三個歐拉轉動角度（方位角、俯仰角和橫搖角）的神經元。來自這些頭部方向細胞的記錄，顯示了關于空間取向的一個環形模型，它由根據兩個環形變量（方位角和俯仰角）變化的細胞標繪出。

　　酵母α-甘露糖的代謝模式

　　Harry Gilbert及同事發現，多形擬桿菌（人腸道微生物群中占主導地位的一個成員）能將來自宿主糖蛋白和來自飲食中源于酵母之多糖的含α-甘露糖的復雜碳水化合物用作一個可行的食物來源。作者識別出了編碼使多形擬桿菌能通過大型寡糖代謝α-甘露糖（這些大型寡糖隨后又會通過周質酶的作用被解聚成甘露糖）的機制的基因位點。共培養研究顯示了α-甘露糖代謝的一個“自私”模式，該模式與認為腸道微生物群的多個成員參加并受益于多糖分解代謝的普遍假設是相反的。這項研究為了解人腸道微生物群中聚糖降解的演化如何反映人類演化過程中的飲食變化提供了見解，因為酵母α-甘露糖只是從現代人類飲食的獲取以來才成為我們飲食中一個普遍成分。

　　谷胱甘肽信號促進李斯特菌的致病性

　　為了在其宿主身上成功定植，細胞內病原體必須能夠感應它們的環境和調制它們的毒性基因表達。例如，當“單核細胞增生性李斯特菌”感染宿主細胞時，它會通過對主調控因子PrfA的激活來重塑其轉錄程序。以前的研究工作表明，PrfA是被宿主細胞內環境特定的一個小分子活化劑變構調控的，但這一小分子的身份卻一直難以確定。在這項研究中，Daniel Portnoy及其同事發現，細菌的和來自宿主的谷胱甘肽是“單核細胞增生性李斯特菌”致病所必需的，但并不是通過其在氧化還原動態平衡中所起經典作用來產生致病性的。

　　S-型星中的核合成

　　Sophie Van Eck 及同事發表了從一組23個主序后星（其中包括17個“S-型”和6個“M-型”）獲得的高分辨率光譜。S-型星是紅色巨星，在其中“慢中子捕捉”或“S-過程”正在合成重元素；M-型星是類似的、但沒有“S-過程”增強現象的巨型恒星。利用新的光譜數據和專門的模型大氣，本文作者獲得了锝、鋯和鈮的準確豐度。與從最先進的恒星演化和核合成計算得出的預測所做比較顯示，S-型星中的合成溫度不到大約2.5億K，同時也支持認為碳-13是“S-過程”中子源的觀點。

　　量子糾纏時間達到6小時

　　量子糾纏在幾百公里以外的分布（正如一個世界范圍的量子通信網絡將會要求的那樣）是被在傳播過程中積累的損失所禁止的。這個局限性利用一個涉及量子信息存儲的轉發器協議也許可以克服，假如能夠實現壽命足夠長的糾纏的話。目前的相干時間紀錄是3小時，是在由硅-28內的磷供體組成的一個系統中實現的。在這項研究中，Manjin Zhong等人打破了這一紀錄，在銪摻雜的正硅酸釔材料中實現了6小時的相干時間，而這種材料中以前的相干時間只限于幾十毫秒。這一系統的關鍵優勢是，所涉及的轉變是可以光尋址的，這使得該發現對于長壽命量子記憶應用尤其充滿希望。