摘要：英國著名雜志《Nature》周刊是世界上最早的國際性科技期刊，自從1869年創(chuàng)刊以來，始終如一地報道和評論全球科技領域里最重要的突破。其辦刊宗旨是“將科學發(fā)現的重要結果介紹給公眾，讓公眾盡早知道全世界自然知識的每一分支中取得的所有進展”。

    能夠通過曝光來自我修復的智能材料

    Nature 472 （21 Apr 2011）

    具有能夠修復由正常磨損造成的損害的內在能力的智能材料，在一系列不同應用中都可能會被證明是有用的。迄今所開發(fā)的大部分具有自修復功能的基于聚合物的材料都需要對受損區(qū)域進行加熱。但Burnworth等人現在制成了能夠通過曝光來修復的材料，它們以通過由金屬復合物連接在一起的、成股的聚合物的形式存在。這些材料中的金屬復合物可以吸收紫外線，后者然后被轉換成熱量，而熱量則短暫地將聚合物束打開，以進行快速、高效的缺陷修復。原則上，修復可以在原位、同時在有負載的情況下發(fā)生。

    半夢半醒之間

    Nature 472 （28 Apr 2011）

    睡眠與清醒狀態(tài)之間的神經活動顯著不同，但人們對神經活動與兩種狀態(tài)之間的過渡有何關系、或對這種關系是否隨清醒時間長短的變化而變化卻知之甚少。Tononi及其同事提出的證據表明，對在行為上處于清醒狀態(tài)的大鼠來說，尤其是在長時間清醒之后，皮質神經元可以短暫“下線”，就像在睡眠狀態(tài)中一樣，但這種變化是局部地、零散地發(fā)生的。在訓練大鼠去夠糖丸作為一種食物獎勵的試驗中，它們在完成該任務中的表現在與睡眠相似的狀態(tài)下受到影響。

    從下頜骨向中耳小骨的演化之路

    Nature 472 （14 Apr 2011）

    爬行動物的下頜由幾塊不同的骨頭組成。然而，在哺乳動物中，它只由一塊骨頭組成，即承擔牙齒的齒骨，因為其余的骨頭大都變成了穿過中耳傳輸聲音的小骨。這種轉變是演化變化的一個典型事例，但關于這種轉變過程正在進行當中的直接化石證據卻一直難以找到。這也是為什么由Jin等人所介紹的一個化石發(fā)現如此重要的原因。它是來自中國白堊紀的一種三錐齒動物（一種已經滅絕的哺乳動物），其下頜構成部分已開始成為中耳的小骨，但仍通過一片骨化的軟骨跟下頜連在一起。這個構成部分（稱作“美凱爾氏軟骨”）是下頜內表面的一個重要部分，這一新發(fā)現的化石表明，它是導致哺乳動物中耳形成的演化拼圖中至關重要的一塊。

    早衰癥的一個研究模型

    Nature 472 （14 Apr 2011）

    名為“Hutchinson–Gilford早衰綜合癥” （HGPS）的早衰癥是一種罕見的遺傳病，特點是與正常衰老有關的特征會快速出現，如動脈粥樣硬化和血管平滑肌細胞衰退。Liu等人報告，核膜的結構改變及在生理衰老過程中或在特定疾病條件下積累的外成修飾（后天修飾），可以通過將用來自HGPS患者的成纖維細胞建立的體細胞系重新編程為“誘導多能干”（iPS）細胞而恢復正常。 將這樣所產生的iPS細胞定向分化為血管平滑肌細胞，可以導致與血管衰老相關的早衰表現型的出現。這一HGPS iPS細胞模型對于在體外研究調控早衰和正常衰老的機制來說，是一個具有無限潛力的資源。

    鈉離子通道Nav1.7的基因突變導致嗅覺喪失

    Nature 472 （14 Apr 2011）

    攜帶為“電壓門控”鈉離子通道Nav1.7編碼的基因突變的人類和小鼠，以前被發(fā)現對疼痛不敏感，而現在又被發(fā)現不能感覺氣味。沒有這種鈉通道的嗅覺神經元仍產生動作電位，但它們的突觸不能向下游神經通道傳輸。沒有 Nav1.7的小鼠表現型與攜帶Nav1.7“功能喪失”突變的人類患者相似，說明剔除這一離子通道會建立一個先天性全面嗅覺喪失疾病的小鼠模型。

    海馬神經生成與認知功能之間的關系

    Nature 472 （28 Apr 2011）

    功能缺失研究表明，成年后生成的海馬神經元、而非出生時存在的海馬神經元在學習和記憶中以及在調控抗抑郁癥藥物的某些效應中發(fā)揮作用。利用“誘導基因功能獲得”策略來提高小鼠成年后生成的神經元的存活率的實驗表明，在成年海馬神經生成的增加與特定認知功能的增強之間有一個因果關系。這便提出一個可能性：焦慮癥和記憶受損也許可以通過刺激成年海馬神經生成來治療。

    X-染色體失活的調控方式

    Nature 472 （21 Apr 2011）

    X-染色體失活是雌性哺乳動物體內的一個必要過程，它通過抑制來自兩個X-染色體中其中一個的基因表達來彌補兩個X-染色體的存在這一“缺陷”。對小鼠、兔子和人類X-染色體失活的早期發(fā)育時程所做的一項研究表明，小鼠的這些過程與其他真哺乳亞綱物種的這些過程顯著不同（以前的分析工作大部分是用小鼠做的）。 這項研究顯示了X-染色體失活的調控方面所存在的多樣性，它也許反映了在演化進程中發(fā)育過程是變化的。

    ThT能延長線蟲壽命和減緩其衰老

    Nature 472 （14 Apr 2011）

    “與淀粉質相結合的組織染料”“硫磺素-T” （ThT）已知在體外會減緩蛋白聚合。現在，用線蟲（一個常用來研究衰老的模型體系）所做實驗表明，ThT還會延長線蟲壽命和減緩其衰老。它抑制由線蟲特有的有毒蛋白及人類β-淀粉質的表達所引起的病理。這些有益作用取決于“熱休克因子-1” （HSF-1）、轉錄因子SKN-1、分子伴侶、自吞作用以及蛋白酶體功能。這項工作表明，蠕蟲的衰老速度可以通過蛋白體內平衡的藥理維護來調控。

    費米氣體中的原子“自旋流”

    Nature 472 （14 Apr 2011）

    強相互作用費米氣體在自然界普遍存在，從高溫超導體中的電子到核物質都有。人們對它們的傳輸性質如擴散速度卻很不了解。Sommer等人利用超冷原子云的受控碰撞來研究一種強相互作用費米氣體中的自旋傳輸。他們發(fā)現，自旋激發(fā)被最大限度地阻尼了（導致高的自旋拖拽），而且相互作用也強大到足以逆轉“自旋流”，從而使相反的自旋成分將彼此反射掉。擴散的速度是由基本量子極限確定的。這些結果對于從自旋電子學到關于早期宇宙的研究的任何涉及費米子傳輸的領域來說都有關系。

    封面故事： “噬菌細胞”檢測入侵微生物的機制

    Nature 472 （28 Apr 2011）

    入侵的微生物可以被名叫“噬菌細胞”的白細胞檢測到并吞噬掉。要做到這一點，這些細胞必須區(qū)分來自微生物的可溶成分（如細胞壁碎片）和顆粒狀的微生物本身。對Dectin-1（一種先天免疫受體，能檢測入侵的真菌病原體）的作用所做的一項研究表明，盡管該受體與可溶的及顆粒狀的細胞壁b-glucans都能結合，但其激發(fā)因“噬菌細胞突觸”的形成而僅限于與真菌細胞壁的接觸點。“噬菌細胞突觸” 為與微生物表面相連的配體、而不是由微生物在一定距離釋放的配體的檢測提供了一個機制模型。