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1. 諾獎級成果？德國大學(xué)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(fā)現(xiàn)：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(xué)界頭條

1.諾獎級成果？德國大學(xué)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(jì)末首次發(fā)現(xiàn)，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(fù)合物直到2002年才在質(zhì)譜中被發(fā)現(xiàn)，但其結(jié)構(gòu)仍未確定。除了理論上的價(jià)值，多氮分子擁有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)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(qiáng)大的炸藥。

德國吉森大學(xué)的研究小組在一項(xiàng)新研究中計(jì)算出，六氮分子可能壽命相對較長，因?yàn)樗缓杀鎰e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(yōu)良試劑，氯與疊氮化銀反應(yīng)生成氯疊氮化物，氯疊氮化物進(jìn)一步與更多的疊氮化銀反應(yīng)生成氯化銀和六氮。該結(jié)構(gòu)最薄弱之處是兩個疊氮化物單元之間的鍵?！八袷莾蓚€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(jì)算出其半衰期超過100年。

多氮化合物的研究先驅(qū)、南加州大學(xué)的卡爾·克里斯蒂（Karl Christe）認(rèn)為，碳化學(xué)領(lǐng)域曾因?yàn)閮煞N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(shí)驗(yàn)觀察中性分子氮同素異形體的難度要高出幾個數(shù)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(wěn)定。對于中性分子氮同素異形體N6，活化能壘相對較?。ǚ謩e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(xiàng)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(xiàng)最直接的應(yīng)用領(lǐng)域可能就是火箭燃料：六氮分解時(shí)，單位質(zhì)量釋放的能量是最強(qiáng)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(chǎn)物是氮，不會造成污染。研究小組表示，他們還在根據(jù)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(zhì)組特征（僅包含已報(bào)道的古蛋白質(zhì)組相關(guān)研究）。

“遺傳意義上對現(xiàn)今東亞和大洋洲人群有貢獻(xiàn)的古老型人類丹尼索瓦人是誰”，這是丹尼索瓦人發(fā)現(xiàn)15年來最重要的國際難題之一。針對這一難題，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹科研團(tuán)隊(duì)與河北地質(zhì)大學(xué)季強(qiáng)科研團(tuán)隊(duì)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(xué)研究。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)建立了古蛋白全自動化鑒定人群的方法體系，產(chǎn)生了迄今最高質(zhì)量的古人類蛋白組數(shù)據(jù)；優(yōu)化了古DNA提取實(shí)驗(yàn)和針對微量古DNA系統(tǒng)化建立了多種生信分析方法，另辟蹊徑實(shí)現(xiàn)了牙結(jié)石中微量中更新世晚期人類古DNA的首次提取。

基于這些創(chuàng)新性的古蛋白和古DNA的分析方法，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)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(xiàng)研究成果于今年6月18日在《Science》和《Cell》雜志上線發(fā)表。哈爾濱中更新世人類古蛋白和古DNA水平的關(guān)鍵證據(jù)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(qū)域，表明“神秘的丹尼索瓦人”的形態(tài)特征，耦聯(lián)了分子古生物學(xué)證據(jù)與形態(tài)學(xué)證據(jù)，突破了傳統(tǒng)研究骨骼DNA的局限，通過微量牙結(jié)石研究古人類，這為從更新世人類化石恢復(fù)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(fā)現(xiàn)：終于找到了自閉癥的病因

圖源：Shutterstock

長期以來，科學(xué)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(dǎo)致大腦出現(xiàn)異常，以及這些變化是如何影響神經(jīng)系統(tǒng)的，一直是未解之謎。

日本神戶大學(xué)（Kobe University）的研究團(tuán)隊(duì)首次找到了可能的核心機(jī)制：自閉癥相關(guān)的基因突變可能干擾了大腦內(nèi)部的“清理系統(tǒng)”——一個負(fù)責(zé)清除廢物與損壞物質(zhì)的生理過程。這一發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是自閉癥研究領(lǐng)域的重大突破研究指出，在大腦中，神經(jīng)元需要不斷更新自身的結(jié)構(gòu)組件，以維持傳導(dǎo)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(nèi)部清潔機(jī)制”失效，使得老化或受損的細(xì)胞組件堆積在神經(jīng)元內(nèi)，嚴(yán)重干擾信號的傳遞。

研究作者總結(jié)：“這些基因突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)質(zhì)量控制系統(tǒng)失常，從而成為神經(jīng)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(xiàn)語言發(fā)展遲緩、學(xué)習(xí)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(diǎn)，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(xiàn)象，但是也有許多現(xiàn)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(xué)宇宙學(xué)與引力研究所的教授 Enrique Gazta?aga團(tuán)隊(duì)物理學(xué)家提出了一種顛覆性的新觀點(diǎn)：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(nèi)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(nèi)部發(fā)生了一次量子驅(qū)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(shè)場，只靠廣義相對論+量子力學(xué)就能解釋宇宙的膨脹與結(jié)構(gòu)。

重要的是，團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這種“黑洞宇宙”模型還能自然地解釋兩個長期困擾科學(xué)界的現(xiàn)象：早期宇宙的“暴脹階段”和當(dāng)今宇宙的“加速膨脹”現(xiàn)象（通常歸因于暗能量）。而在這個模型中，它們并不是外加設(shè)定，而是“反彈機(jī)制”本身的產(chǎn)物。同時(shí)它也給出了一個可觀測驗(yàn)證的預(yù)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(zhì)塌縮過程中留下的“遺跡”，如果被未來的“Euclid”太空望遠(yuǎn)鏡證實(shí)，將為該理論提供有力證據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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(xué)和夏威夷大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在Cell發(fā)表了一項(xiàng)新研究，他們發(fā)現(xiàn)章魚的吸盤不僅用于抓取物體，還能通過檢測水中的化學(xué)信號“嗅出”微生物的存在。這些吸盤內(nèi)含有特殊的化學(xué)感受器，能夠識別由細(xì)菌和其他微生物釋放的分子信號。科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)章魚的觸手暴露于含有特定微生物分泌物的水體時(shí)，其吸盤會迅速產(chǎn)生反應(yīng)，表明它們能夠精準(zhǔn)區(qū)分有害和無害的化學(xué)物質(zhì)。這種能力幫助章魚在復(fù)雜多變的海洋環(huán)境中避開潛在的病原體，保護(hù)自身健康。

研究團(tuán)隊(duì)利用基因組學(xué)和神經(jīng)成像技術(shù)，進(jìn)一步揭示了吸盤中感受器的分子機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)，章魚的化學(xué)感受系統(tǒng)與人類味覺和嗅覺系統(tǒng)有驚人的相似之處，但其感知方式更為獨(dú)特——通過觸覺與化學(xué)信號的結(jié)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(huán)境時(shí)占據(jù)優(yōu)勢。

參考來源：

DOI: 10.1016/j.cell.2025.05.033