3月15日《自然》雜志精選

　　某些固體的電子結構使它們表現出“狄拉克點”，這些點處在凝聚態物理學中很多有趣現象的核心。例如，在石墨烯中，它們使電子的行為就像“狄拉克費米子”一樣，能夠以光速運動。本期Nature雜志介紹了控制“狄拉克費米子”性質的兩種非常不同的方法。在傳統固體中，材料的電子結構是無法改變的，所以難以看到“狄拉克費米子”的性質是怎樣被控制的。為了避免這種局限性，Tarruell等人在一個可調節的蜂巢式光晶格中創建了一個由超冷量子氣體組成的可調系統。這個模型所模擬的是凝聚態物理學，其中原子扮演電子的角色。“狄拉克點”可被移動和合并，以研究拓撲絕緣體和石墨烯等奇異材料的物理學問題。

　　脊椎動物的腦是一個復雜結構，但它是怎樣從一個較簡單的神經系統形成的仍然不清楚。與脊椎動物關系最密切的無脊椎動物如海鞘和文昌魚等，其腦結構要簡單得多，而且人們也曾廣泛假設，脊椎動物的腦有一個脊椎動物所特有的演化史。但是現在，Christopher Lowe及其同事所做的工作表明，決定囊舌蟲（脊椎動物非常遠的親緣種，與海星等棘皮類動物相似）前端的基因程序非常像脊椎動物的。這意味著，決定脊椎動物腦的程序是作為決定動物前端發育的一個更具普遍性的程序開始的。這樣便造成一種困惑，因為其中所涉及的通道在文昌魚和海鞘中已經消失或已被高度改變。

　　自Paul Rothemund在Nature雜志上的一篇論文中首次介紹“DNA折紙術”（DNA origami）以后的6年時間里，該方法被用于大量納米結構的材料和器件的自組裝。在這篇論文中，Tim Liedl及其同事報告了他們用這種方法來以高產率生成細胞質基因結構的研究工作，這些細胞質基因結構含有在納米尺度的螺旋體中以納米精度排列的納米顆粒。這些組合體的光學反應可以合理地予以調整，以產生所需的手性、顏色和強度，從而突顯了“DNA折紙術”作為一種工具在引導納米顆粒自組裝成具有所希望電性能或磁性能方面所具有的價值。

　　性激素Olean（見于橄欖實蠅中）有一個有趣的性能：其中一個鏡—像變種吸引雄性，另一個吸引雌性。Olean含有作為其唯一手性來源的一種“螺縮醛”，這是一種天然產物，由連接兩個環的一個乙縮醛（在同一碳原子上含有兩個氧—碳單鍵的一個分子）組成。此前，化學家一直無法模仿合成這種類型的手性乙縮醛中心所需的酶功能，但這篇論文報告了能夠催化選擇性“螺縮酮化”反應的新的手性酸的設計和合成，其中包括能夠使Olean具有非常高選擇性的一種手性酸。這些人工催化劑的一個鮮明特點，是一個極小的手性袋狀結構，它使人想起天然酶中的那些結構。

　　“皮質紋狀體回路”已知涉及物理技能學習，但尚不清楚這些通道對于抽象技能學習是否也是重要的。在這項研究中，Jose Carmena及其同事訓練小鼠利用主要運動皮質中的活動（但沒有明顯的運動）來操縱朝向某一目標的一個聽覺提示。紋狀體神經元在整個訓練過程中改變了它們的活動，其中有更多的神經元根據是否已到達目標來調整它們的輸出。這種調整和學習是基于標準的彈性機制，正如NMDA受體行動的破壞會影響動物學習技能的能力所反映的那樣。這些發現表明，皮質紋狀體彈性是抽象技能學習的核心，并且暗示，神經系統的存取機制（這種機制是為適應熟練行為而形成的）也許具有可轉移性，用來控制神經假體的運動。