在地球的早期，微小的微生物反應幫助塑造了我們星球的演化和組成。某些古老的生物甚至在地球大氣中容易獲得氧氣之前就設法茁壯成長，這歸功於它們能夠利用砷或鐵等其他物質進行對新陳代謝至關重要的電子轉移反應。黛安·紐曼最出名的工作是探索這些古老的微生物如何獲得營養，以及它們的代謝反應如何塑造其環境的地球化學特徵。她揭示了這些過程背後的細胞機制，並開創了一個名為分子地球微生物學的新領域。
但近年來，作為霍華德·休斯醫學研究所的研究員以及加州理工學院生物學和地球生物學教授的紐曼，已經從她對遙遠過去的地球地質研究中獲得了啟發，從而著手解決人類當前最緊迫的問題之一：她正在將她對這些微生物群落的知識應用於醫學，研究導致人體慢性感染的病原體。她希望利用這一點找到攻擊某些耐藥性微生物的方法。
今年早些時候，紐曼因其“發現地質過程的微生物機制”而榮獲美國國家科學院分子生物學獎。星期四，她又獲得了一項著名的獎項——麥克阿瑟基金會獎學金，這是一個年度榮譽，通常被稱為“天才”獎。今年的23位獲獎者每人將獲得625,000美元，分五年支付。
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入選今年獲獎者名單的其他科學家包括萊斯大學的麗貝卡·理查茲-科圖姆，一位開發即時診斷技術的生物工程師；維多利亞·奧爾芬，加州理工學院環境科學和地球生物學教授；馬努·普拉卡什，一位斯坦福大學生物工程師，其成就包括製造廉價的可摺疊顯微鏡；以及比爾·蒂斯，一位微軟的研究員，專注於構建幫助低收入社群的通訊技術。
大眾科學與紐曼談論了她對獎金的計劃、為“小傢伙”——指她喜愛的細菌——發聲的重要性，以及她涉足醫學領域為何並不令人驚訝。
[以下是經過編輯的採訪記錄。]
我喜歡讓讀者瞭解研究人員的生活，甚至他們的辦公室。你的辦公室或桌子上有什麼有趣的東西可以告訴我嗎？
我的辦公室外面是一個地板，上面有巨大的層壓細菌形狀。這些是非常巨大的、色彩鮮豔的細菌，是我們多年來研究過的生物。
你覺得那些照片就像有些人覺得他們孩子的照片一樣嗎？
哦，當然。我很自豪能成為微生物的捕鼠者，我在門外展示著它們的榮耀。該領域的每位微生物學家都對自己研究的生物抱有感情，並且有這種為小傢伙——字面意義上的小傢伙——發聲的道德義務，因為它們很小，但它們對世界具有巨大的影響力，並且在數十億年的歷史中一直如此。
你最出名的是你對某些微生物如何在低氧環境中生存的研究，但你最近發現了稱為銅綠假單胞菌的多重耐藥病原體如何在囊性纖維化患者中生存。你能談談這個嗎？
實際上，這並不像你想象的那樣是一個巨大的飛躍。從概念上講，你可以用像囊性纖維化的感染肺這樣的表面替換鐵礦物表面，在囊性纖維化中，粘液會積聚在肺上皮細胞上。這是一個非常基本層面的相同問題：當細菌的氧氣、氧化鐵礦物或任何其他可以用作氧化劑的東西（細胞在呼吸中電子傳遞鏈末端使用以拾取電子並使整個過程進行——為新陳代謝提供動力）受到限制時，細菌如何生存？它們如何應對？這是一個很棒的問題。
你已經發表了關於吩嗪是該病原體銅綠假單胞菌使用的電子穿梭化合物。這個知識將如何幫助你攻擊這種感染（目前使用抗生素治療，但效果不一）？
我們認為吩嗪與囊性纖維化以及其他可能的感染相關的原因是，我們發現在囊性纖維化患者的痰液中，隨著感染的進展，吩嗪的濃度很高。我們有很多資料將吩嗪濃度與肺功能的下降聯絡起來。我們知道這種病原體如何利用吩嗪，因此我們正在考慮如何抑制它——阻止吩嗪迴圈，使其不能用作電子穿梭機。
那麼你在這方面取得任何進展了嗎？
這是我們目前正在進行的工作，它變得令人興奮。做到這一點的最佳方法之一是從自然界中尋找解決方案。關於銅綠假單胞菌的一個有趣的事實是，它是一種相當普遍的生物——你可以在花園和土壤中找到它，它可能已經存在了數百萬年。無論它製造吩嗪有多久，你可以肯定，生物與之共同進化，並找到了應對這些吩嗪的方法。處理它們的一種方法是吃掉它們並分解它們——降解它們。因此，我們分離出一種可以做到這一點的不同土壤生物，並且我們目前正在研究其用於分解吩嗪的酶的生物化學，並且我們正在探索如何利用它來控制病原體。
假設這些酶被證明對人類使用是安全的，那麼這個想法是用它們來治療患者，以消滅這些細菌群落嗎？
是的，那是夢想的場景——不切實際的夢想。但是，我們正處於這個專案的開始階段，我們不知道這是否會奏效——並且有很多原因可能會失敗。我們有理由認為還有其他感染與吩嗪有關，因此這也可能具有其他應用。在慢性傷口中，銅綠假單胞菌很重要：糖尿病足傷口、燒傷受害者的傷口以及艾滋病患者可能會因銅綠假單胞菌作為醫院獲得性病原體而患上慢性感染。
麥克阿瑟獎通常被稱為“天才”獎。
是的，這太荒謬了。他們寄給我一份很好的東西，說我們不認為這是天才獎，它是關於創造力的。如果你問我的朋友和家人，他們會說我不是天才。我不認為自己是天才。莫扎特是天才。但我確實認為自己是一個在道路上具有創造力的人，並且得到了非常慷慨的人的幫助，他們在很好的機會上與我合作。我發現天才的說法並沒有真正幫助。我認為我年紀足夠大，可以體會到，這些事情通常說的更多的是那些花時間提名你的人——恰好在場的人，以及他們的品味——而不是你。希望它能說明你的一些情況，但它並不完全是關於你的。我承認有許多才華橫溢的人同樣有資格獲得這項認可。
你的獎金沒有任何附加條件。你打算如何處理你的 625,000 美元？
感覺仍然非常超現實，我還沒有決定。幸運的是，我們在資金開始分批到賬之前有幾個月的時間來考慮這個問題。我想用這筆資金來促進科學發展，包括推進我關心的專案。我還想在當地社群使用它，以幫助人們認識到科學職業是什麼樣的，以及它如何易於獲得。大多數人沒有意識到，如果你去科學研究生院攻讀博士學位，通常是由你的導師獲得的贈款資助的。我認為這很棒。我認為這是科學領域中一件很棒的事情，它使人們更容易獲得，無論他們的背景如何。這是我們最接近精英統治的東西。
最初是什麼吸引你進入你的領域？
我完全是偶然地發現了它。我已經在麻省理工學院註冊了一個環境工程的研究生課程，在我的第一個學期，我上了一門環境微生物學課。我愛上了它。我從來沒有在大學裡上過這樣的課，它讓我感到非常興奮，因為它展示了生物催化的卓越化學反應。
你的工作有時被描述為試圖對抗抗生素耐藥性。
抗生素耐藥性是一個巨大的問題。但是當人們使用這種語言時，通常他們指的是細菌水平轉移的基因編碼的抗生素耐藥性。我在這裡談論的是完全不同的東西：我談論的是一種生理形式的耐藥性，這意味著細菌本身就更耐藥，僅僅是因為這些細菌處於一種生長狀態，在這種狀態下它們不會吸收藥物——或者如果它們吸收了藥物，那麼藥物的目標不再與它們的生存相關。我談論的是慢性感染，在這種感染中，生物體生長緩慢，例如在囊性纖維化患者的肺部、燒傷傷口患者或糖尿病足潰瘍患者中。任何時候你都有感染持續很長時間，細菌在那裡停留多年，這種生長模式使它們能夠持續存在——而這就是賦予對多種藥物產生耐藥性的生理狀態。
本週，聯合國大會用一天的時間討論抗生素耐藥性。你認為該領域最大的挑戰是什麼？
哦，天哪。我真的要考慮一下。這是一個很難的問題。哦。[長時間的停頓]嗯，我不確定這是否是最大的挑戰，但基礎科學層面最大的挑戰之一是微生物進化的速度會超過我們合理設計新藥的能力——我認為這在本質上和科學上都非常具有挑戰性。這是一個艱鉅的挑戰，需要以新的方式創造性地思考這個問題。我們已經擁有的標準藥物發現渠道顯然已經碰壁了，所以這是一個緊迫的問題。