1月8日《自然》杂志精选

封面故事:受伤后神经系统的再生

当线虫的神经系统受到损伤时，轴突会向它脱离的部分发芽。在封面图片中，固定在细胞膜上的荧光团显示为蓝色，细胞质显示为品红色。与此同时，为了让读者看得更清楚，片段的位置被稍微移动了一下。Massimo Hilliard和他的同事详细分析了线虫神经系统的有效再生模式。这种再生模式称为“轴突融合”，即分离的轴突部分可以自发地重新连接和融合，以恢复原来的线路连接模式。在这种情况下，融合可以防止分离的轴突部分分解，受损区域只能通过再生来桥接。作者研究了这一再生过程所需的分子机制，发现它始于轴突膜磷脂组成的变化，然后从再生的轴突和周围组织中吸引特定的分子。值得注意的是，在这个过程中发现的分子和机制与吞噬细胞识别和吞噬凋亡细胞的分子和机制相似。

蝙蝠的神经罗盘

许多哺乳动物能够在复杂的环境中把握方向，因为它们能够在三维空间中精确地表示神经，这涉及编码空间、距离、边界和头部方向的细胞的协调。通过头部方向单元掌握方向是这个导航系统的一个关键组成部分，但是我们对这个罗盘的性质知之甚少。在一项对*移动的埃及果蝠的研究中，亚森尼·芬克尔斯坦和其他人对大脑如何编码其神经罗盘提供了新的见解，这些果蝠不是飞就是爬来寻找食物。利用来自大脑的神经记录(特别是来自被称为“前降支”的区域)，作者确定了编码头部旋转的三个欧拉角(方位角、俯仰角和横摇角)的神经元。来自这些头部方向的细胞记录显示了由根据两个环形变量(方位角和仰角)而变化的细胞绘制的空间定向的环形模型。

酵母α-甘露糖的代谢模式

哈利·吉尔伯特和他的同事发现，多形拟杆菌是人类肠道微生物区系的一个主要成员，可以使用来自宿主糖蛋白的含α-甘露糖的复合碳水化合物和来自酵母的多糖作为食物来源。作者确定了编码一种机制的基因位点，该机制使多形拟杆菌能够通过大寡糖代谢α-甘露糖，然后通过周质酶的作用将其解聚成甘露糖。共培养研究显示了α-甘露糖代谢的“自私”模式，这与肠道菌群的多个成员参与多糖分解代谢并从中受益的一般假设相反。这项研究提供了关于人类肠道菌群中多糖降解的进化如何反映人类进化过程中饮食变化的见解，因为酵母α-甘露糖自从获得现代人类饮食后才成为我们饮食中的常见成分。

谷胱甘肽信号促进李斯特菌的致病性

为了成功地定殖宿主，细胞内病原体必须能够感知它们的环境并调节它们的毒性基因表达。例如，当“单核细胞增生李斯特氏菌”感染宿主细胞时，它将通过激活主要调节因子PrfA来重塑其转录程序。先前的研究表明，在宿主细胞环境中，PrfA是由一种特定的小分子激活剂变构调节的，但这种小分子的身份一直很难确定。在这项研究中，丹尼尔·波特诺伊(Daniel Portnoy)和他的同事发现，来自细菌和宿主的谷胱甘肽对于单核细胞增生李斯特氏菌的发病机制是必要的，但是致病性不是通过其在氧化还原动态平衡中的经典作用产生的。

S型恒星中的核合成

索菲·范·埃克和她的同事发表了从23颗后期恒星(包括17颗“S型”和6颗“M型”)获得的高分辨率光谱。S型星是红巨星，其中“慢中子俘获”或“S过程”是合成重元素；m型星是类似的巨星，但不存在“S过程”增强现象。利用新的光谱数据和特殊的模式大气，作者获得了锝、锆和铌的准确丰度。与根据最先进的恒星演化和核合成计算的预测相比较，表明S型恒星的合成温度低于约2.5亿K，并支持碳-13是“S过程”中子源的观点。

量子纠缠时间达到6小时

数百公里之外的量子纠缠的分布(如世界范围的量子通信网络所要求的那样)被传输过程中积累的损耗所禁止。如果能够实现足够长寿命的纠缠，可以通过使用涉及量子信息存储的转发器协议来克服这一限制。当前的相干时间记录是3小时，这是在由硅-28中的磷供体组成的系统中实现的。在这项研究中，钟等人打破了记录，在铕掺杂的正硅酸钇材料中实现了6小时的相干时间，而在该材料中先前的相干时间仅限制在几十毫秒。该系统的主要优点是所涉及的跃迁是光学可寻址的，这使得这一发现对于长寿命量子存储器应用特别有希望。

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中国科学新闻(2015-012第二版国际版)