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1. 諾獎級成果？德國大學合成能量最高的六氮分子
2. 新研究闡明哈爾濱古人類是丹尼索瓦人
3. 里程碑式發現：終于找到了自閉癥的病因
4. 宇宙不從大爆炸開始
5. 章魚靠撫摸就能知道氣味

學界頭條

1.諾獎級成果？德國大學合成能量最高的六氮分子

圖源：Peter Schreiner

空氣中的N2分子在18世紀末首次發現，但是氮原子不像碳原子那樣可形成多種同素異形體，四氮復合物直到2002年才在質譜中被發現，但其結構仍未確定。除了理論上的價值，多氮分子擁有巨大的潛在應用價值：迄今為止除了原子彈外，人類制造的爆炸物中，含氮越多則威力越大，如三硝基甲苯（TNT）、奧克托今（HMX）以及1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮辛烷等，都是威力強大的炸藥。

德國吉森大學的研究小組在一項新研究中計算出，六氮分子可能壽命相對較長，因為它不含可辨別的二氮單元。他們采用減壓條件下將氯氣流過固體疊氮化銀來合成該分子。疊氮化銀是合成鹵代疊氮化物和多疊氮化物的優良試劑，氯與疊氮化銀反應生成氯疊氮化物，氯疊氮化物進一步與更多的疊氮化銀反應生成氯化銀和六氮。該結構最薄弱之處是兩個疊氮化物單元之間的鍵。“它更像是兩個N3而不是三個N2， ”研究者之一的馬爾久科夫解釋說。這使得該分子在室溫下的壽命增加到大約 36 毫秒——足夠長到將其捕獲并冷卻到液氮溫度，研究人員計算出其半衰期超過100年。

多氮化合物的研究先驅、南加州大學的卡爾·克里斯蒂（Karl Christe）認為，碳化學領域曾因為兩種同素異形體：巴基球和石墨烯的研究而分別獲得諾貝爾獎，相比之下，通過實驗觀察中性分子氮同素異形體的難度要高出幾個數量級。碳同素異形體的能量僅比石墨高幾千卡/摩爾，并且由巨大的活化能壘穩定。對于中性分子氮同素異形體N6，活化能壘相對較小（分別為26kcal/mol和15kcal/mol），但與N2相比，兩者的能量差異卻很大（185kcal/mol）。這項工作非常了不起，在我看來，它值得獲得諾貝爾獎。

六氮分子一項最直接的應用領域可能就是火箭燃料：六氮分解時，單位質量釋放的能量是最強炸藥奧克托今（HMX）的兩倍，而且由于它成份單一，分解后唯一的產物是氮，不會造成污染。研究小組表示，他們還在根據新理論尋找更大的氮分子，如N10。

參考來源：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09032-9

2.新研究闡明哈爾濱古人類是丹尼索瓦人

更新世古人類個體的地理分布及其蛋白質組特征（僅包含已報道的古蛋白質組相關研究）。

“遺傳意義上對現今東亞和大洋洲人群有貢獻的古老型人類丹尼索瓦人是誰”，這是丹尼索瓦人發現15年來最重要的國際難題之一。針對這一難題，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹科研團隊與河北地質大學季強科研團隊合作，對距今至少14.6萬年的哈爾濱古人類近完整顱骨開展了分子古生物學研究。聯合團隊建立了古蛋白全自動化鑒定人群的方法體系，產生了迄今最高質量的古人類蛋白組數據；優化了古DNA提取實驗和針對微量古DNA系統化建立了多種生信分析方法，另辟蹊徑實現了牙結石中微量中更新世晚期人類古DNA的首次提取。

基于這些創新性的古蛋白和古DNA的分析方法，聯合團隊發現哈爾濱古人類是丹尼索瓦人，且線粒體屬于已知早期丹尼索瓦人支系。這兩項研究成果于今年6月18日在《Science》和《Cell》雜志上線發表。哈爾濱中更新世人類古蛋白和古DNA水平的關鍵證據揭示丹尼索瓦人至少14.6萬年前已廣泛分布在亞洲廣大區域，表明“神秘的丹尼索瓦人”的形態特征，耦聯了分子古生物學證據與形態學證據，突破了傳統研究骨骼DNA的局限，通過微量牙結石研究古人類，這為從更新世人類化石恢復人類古DNA提供了新的可能。

參考來源：

www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00627-0

www.science.org/doi/10.1126/science.adu9677

前沿研究

3.里程碑式發現：終于找到了自閉癥的病因

圖源：Shutterstock

長期以來，科學界一直知道自閉癥具有家族遺傳傾向，但到底哪些DNA變化會導致大腦出現異常，以及這些變化是如何影響神經系統的，一直是未解之謎。

日本神戶大學（Kobe University）的研究團隊首次找到了可能的核心機制：自閉癥相關的基因突變可能干擾了大腦內部的“清理系統”——一個負責清除廢物與損壞物質的生理過程。這一發現被認為是自閉癥研究領域的重大突破研究指出，在大腦中，神經元需要不斷更新自身的結構組件，以維持傳導信息的能力。而在許多自閉癥個體攜帶的基因突變中，這種“內部清潔機制”失效，使得老化或受損的細胞組件堆積在神經元內，嚴重干擾信號的傳遞。

研究作者總結：“這些基因突變導致蛋白質質量控制系統失常，從而成為神經元功能缺陷的潛在根源。這或許可以解釋為什么許多自閉癥個體會出現語言發展遲緩、學習困難、社交障礙等核心癥狀。

參考來源：

DOI：10.1016/j.xgen.2025.100877

4.宇宙不從大爆炸開始

多年“大爆炸”一直是解釋宇宙起源的主流理論：宇宙由一個無限小、無限密集的奇點，在138億年前突然爆炸，并開始迅速膨脹，形成星系、恒星與我們所知的世界。作為一種理論猜想，它解釋了不少已觀測到的宇宙現象，但是也有許多現象未能解釋，如宇宙膨脹速度、找不到的暗能量等。

西班牙樸茨茅斯大學宇宙學與引力研究所的教授 Enrique Gazta?aga團隊物理學家提出了一種顛覆性的新觀點：宇宙或許并非誕生于一場爆炸，而是從一次黑洞塌縮中“反彈”出來的。換句話說，我們生活的這個宇宙，可能是某個更大宇宙中一個巨大黑洞的“內在空間”。宇宙不是“從無中爆炸而來”，而是在一次極端引力塌縮過程中，在黑洞內部發生了一次量子驅動的“反彈”（bounce）。這個反彈過程不需要任何神秘的暗能量或假設場，只靠廣義相對論+量子力學就能解釋宇宙的膨脹與結構。

重要的是，團隊認為這種“黑洞宇宙”模型還能自然地解釋兩個長期困擾科學界的現象：早期宇宙的“暴脹階段”和當今宇宙的“加速膨脹”現象（通常歸因于暗能量）。而在這個模型中，它們并不是外加設定，而是“反彈機制”本身的產物。同時它也給出了一個可觀測驗證的預測：宇宙不是完全平坦的，而是存在一個極小但非零的空間曲率，就像地球表面一樣微彎。這一微弱“彎曲”是反彈前物質塌縮過程中留下的“遺跡”，如果被未來的“Euclid”太空望遠鏡證實，將為該理論提供有力證據。

參考文獻

https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.111.103537

5.章魚靠撫摸就能知道氣味

圖源：Anik Grearson

哈佛大學和夏威夷大學的研究團隊在Cell發表了一項新研究，他們發現章魚的吸盤不僅用于抓取物體，還能通過檢測水中的化學信號“嗅出”微生物的存在。這些吸盤內含有特殊的化學感受器，能夠識別由細菌和其他微生物釋放的分子信號。科學家們通過實驗驗證，當章魚的觸手暴露于含有特定微生物分泌物的水體時，其吸盤會迅速產生反應，表明它們能夠精準區分有害和無害的化學物質。這種能力幫助章魚在復雜多變的海洋環境中避開潛在的病原體，保護自身健康。

研究團隊利用基因組學和神經成像技術，進一步揭示了吸盤中感受器的分子機制。他們發現，章魚的化學感受系統與人類味覺和嗅覺系統有驚人的相似之處，但其感知方式更為獨特——通過觸覺與化學信號的結合，章魚能夠“觸摸即感知”。這種多感官整合的能力使章魚在捕食、躲避天敵和探索環境時占據優勢。

參考來源：

DOI: 10.1016/j.cell.2025.05.033