诺奖级成果？德国大学合成能量最高的六氮分子

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1. 诺奖级成果？德国大学合成能量最高的六氮分子
2. 新研究阐明哈尔滨古人类是丹尼索瓦人
3. 里程碑式发现：终于找到了自闭症的病因
4. 宇宙不从大爆炸开始
5. 章鱼靠抚摸就能知道气味

学界头条

1.诺奖级成果？德国大学合成能量最高的六氮分子

图源：Peter Schreiner

空气中的N2分子在18世纪末首次发现，但是氮原子不像碳原子那样可形成多种同素异形体，四氮复合物直到2002年才在质谱中被发现，但其结构仍未确定。除了理论上的价值，多氮分子拥有巨大的潜在应用价值：迄今为止除了原子弹外，人类制造的爆炸物中，含氮越多则威力越大，如三硝基甲苯（TNT）、奥克托今（HMX）以及1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮辛烷等，都是威力强大的炸药。

德国吉森大学的研究小组在一项新研究中计算出，六氮分子可能寿命相对较长，因为它不含可辨别的二氮单元。他们采用减压条件下将氯气流过固体叠氮化银来合成该分子。叠氮化银是合成卤代叠氮化物和多叠氮化物的优良试剂，氯与叠氮化银反应生成氯叠氮化物，氯叠氮化物进一步与更多的叠氮化银反应生成氯化银和六氮。该结构最薄弱之处是两个叠氮化物单元之间的键。“它更像是两个N3而不是三个N2， ”研究者之一的马尔久科夫解释说。这使得该分子在室温下的寿命增加到大约 36 毫秒——足够长到将其捕获并冷却到液氮温度，研究人员计算出其半衰期超过100年。

多氮化合物的研究先驱、南加州大学的卡尔·克里斯蒂（Karl Christe）认为，碳化学领域曾因为两种同素异形体：巴基球和石墨烯的研究而分别获得诺贝尔奖，相比之下，通过实验观察中性分子氮同素异形体的难度要高出几个数量级。碳同素异形体的能量仅比石墨高几千卡/摩尔，并且由巨大的活化能垒稳定。对于中性分子氮同素异形体N6，活化能垒相对较小（分别为26kcal/mol和15kcal/mol），但与N2相比，两者的能量差异却很大（185kcal/mol）。这项工作非常了不起，在我看来，它值得获得诺贝尔奖。

六氮分子一项最直接的应用领域可能就是火箭燃料：六氮分解时，单位质量释放的能量是最强炸药奥克托今（HMX）的两倍，而且由于它成份单一，分解后唯一的产物是氮，不会造成污染。研究小组表示，他们还在根据新理论寻找更大的氮分子，如N10。

参考来源：

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

2.新研究阐明哈尔滨古人类是丹尼索瓦人

更新世古人类个体的地理分布及其蛋白质组特征（仅包含已报道的古蛋白质组相关研究）。

“遗传意义上对现今东亚和大洋洲人群有贡献的古老型人类丹尼索瓦人是谁”，这是丹尼索瓦人发现15年来最重要的国际难题之一。针对这一难题，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹科研团队与河北地质大学季强科研团队合作，对距今至少14.6万年的哈尔滨古人类近完整颅骨开展了分子古生物学研究。联合团队建立了古蛋白全自动化鉴定人群的方法体系，产生了迄今最高质量的古人类蛋白组数据；优化了古DNA提取实验和针对微量古DNA系统化建立了多种生信分析方法，另辟蹊径实现了牙结石中微量中更新世晚期人类古DNA的首次提取。

基于这些创新性的古蛋白和古DNA的分析方法，联合团队发现哈尔滨古人类是丹尼索瓦人，且线粒体属于已知早期丹尼索瓦人支系。这两项研究成果于今年6月18日在《Science》和《Cell》杂志上线发表。哈尔滨中更新世人类古蛋白和古DNA水平的关键证据揭示丹尼索瓦人至少14.6万年前已广泛分布在亚洲广大区域，表明“神秘的丹尼索瓦人”的形态特征，耦联了分子古生物学证据与形态学证据，突破了传统研究骨骼DNA的局限，通过微量牙结石研究古人类，这为从更新世人类化石恢复人类古DNA提供了新的可能。

参考来源：

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

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

前沿研究

3.里程碑式发现：终于找到了自闭症的病因

图源：Shutterstock

长期以来，科学界一直知道自闭症具有家族遗传倾向，但到底哪些DNA变化会导致大脑出现异常，以及这些变化是如何影响神经系统的，一直是未解之谜。

日本神户大学（Kobe University）的研究团队首次找到了可能的核心机制：自闭症相关的基因突变可能干扰了大脑内部的“清理系统”——一个负责清除废物与损坏物质的生理过程。这一发现被认为是自闭症研究领域的重大突破研究指出，在大脑中，神经元需要不断更新自身的结构组件，以维持传导信息的能力。而在许多自闭症个体携带的基因突变中，这种“内部清洁机制”失效，使得老化或受损的细胞组件堆积在神经元内，严重干扰信号的传递。

研究作者总结：“这些基因突变导致蛋白质质量控制系统失常，从而成为神经元功能缺陷的潜在根源。这或许可以解释为什么许多自闭症个体会出现语言发展迟缓、学习困难、社交障碍等核心症状。

参考来源：

DOI：10.1016/j.xgen.2025.100877

4.宇宙不从大爆炸开始

多年“大爆炸”一直是解释宇宙起源的主流理论：宇宙由一个无限小、无限密集的奇点，在138亿年前突然爆炸，并开始迅速膨胀，形成星系、恒星与我们所知的世界。作为一种理论猜想，它解释了不少已观测到的宇宙现象，但是也有许多现象未能解释，如宇宙膨胀速度、找不到的暗能量等。

西班牙朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所的教授 Enrique Gaztañaga团队物理学家提出了一种颠覆性的新观点：宇宙或许并非诞生于一场爆炸，而是从一次黑洞塌缩中“反弹”出来的。换句话说，我们生活的这个宇宙，可能是某个更大宇宙中一个巨大黑洞的“内在空间”。宇宙不是“从无中爆炸而来”，而是在一次极端引力塌缩过程中，在黑洞内部发生了一次量子驱动的“反弹”（bounce）。这个反弹过程不需要任何神秘的暗能量或假设场，只靠广义相对论+量子力学就能解释宇宙的膨胀与结构。

重要的是，团队认为这种“黑洞宇宙”模型还能自然地解释两个长期困扰科学界的现象：早期宇宙的“暴胀阶段”和当今宇宙的“加速膨胀”现象（通常归因于暗能量）。而在这个模型中，它们并不是外加设定，而是“反弹机制”本身的产物。同时它也给出了一个可观测验证的预测：宇宙不是完全平坦的，而是存在一个极小但非零的空间曲率，就像地球表面一样微弯。这一微弱“弯曲”是反弹前物质塌缩过程中留下的“遗迹”，如果被未来的“Euclid”太空望远镜证实，将为该理论提供有力证据。

参考文献

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

5.章鱼靠抚摸就能知道气味

图源：Anik Grearson

哈佛大学和夏威夷大学的研究团队在Cell发表了一项新研究，他们发现章鱼的吸盘不仅用于抓取物体，还能通过检测水中的化学信号“嗅出”微生物的存在。这些吸盘内含有特殊的化学感受器，能够识别由细菌和其他微生物释放的分子信号。科学家们通过实验验证，当章鱼的触手暴露于含有特定微生物分泌物的水体时，其吸盘会迅速产生反应，表明它们能够精准区分有害和无害的化学物质。这种能力帮助章鱼在复杂多变的海洋环境中避开潜在的病原体，保护自身健康。

研究团队利用基因组学和神经成像技术，进一步揭示了吸盘中感受器的分子机制。他们发现，章鱼的化学感受系统与人类味觉和嗅觉系统有惊人的相似之处，但其感知方式更为独特——通过触觉与化学信号的结合，章鱼能够“触摸即感知”。这种多感官整合的能力使章鱼在捕食、躲避天敌和探索环境时占据优势。

参考来源：

DOI: 10.1016/j.cell.2025.05.033