在地球的早期，微小的微生物反应帮助塑造了我们星球的演化和组成。某些古老的生物甚至在地球大气中容易获得氧气之前就设法茁壮成长，这归功于它们能够利用砷或铁等其他物质进行对新陈代谢至关重要的电子转移反应。黛安·纽曼最出名的工作是探索这些古老的微生物如何获得营养，以及它们的代谢反应如何塑造其环境的地球化学特征。她揭示了这些过程背后的细胞机制，并开创了一个名为分子地球微生物学的新领域。
但近年来，作为霍华德·休斯医学研究所的研究员以及加州理工学院生物学和地球生物学教授的纽曼，已经从她对遥远过去的地球地质研究中获得了启发，从而着手解决人类当前最紧迫的问题之一：她正在将她对这些微生物群落的知识应用于医学，研究导致人体慢性感染的病原体。她希望利用这一点找到攻击某些耐药性微生物的方法。
今年早些时候，纽曼因其“发现地质过程的微生物机制”而荣获美国国家科学院分子生物学奖。星期四，她又获得了一项著名的奖项——麦克阿瑟基金会奖学金，这是一个年度荣誉，通常被称为“天才”奖。今年的23位获奖者每人将获得625,000美元，分五年支付。
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入选今年获奖者名单的其他科学家包括莱斯大学的丽贝卡·理查兹-科图姆，一位开发即时诊断技术的生物工程师；维多利亚·奥尔芬，加州理工学院环境科学和地球生物学教授；马努·普拉卡什，一位斯坦福大学生物工程师，其成就包括制造廉价的可折叠显微镜；以及比尔·蒂斯，一位微软的研究员，专注于构建帮助低收入社区的通信技术。
大众科学与纽曼谈论了她对奖金的计划、为“小家伙”——指她喜爱的细菌——发声的重要性，以及她涉足医学领域为何并不令人惊讶。
[以下是经过编辑的采访记录。]
我喜欢让读者了解研究人员的生活，甚至他们的办公室。你的办公室或桌子上有什么有趣的东西可以告诉我吗？
我的办公室外面是一个地板，上面有巨大的层压细菌形状。这些是非常巨大的、色彩鲜艳的细菌，是我们多年来研究过的生物。
你觉得那些照片就像有些人觉得他们孩子的照片一样吗？
哦，当然。我很自豪能成为微生物的捕鼠者，我在门外展示着它们的荣耀。该领域的每位微生物学家都对自己研究的生物抱有感情，并且有这种为小家伙——字面意义上的小家伙——发声的道德义务，因为它们很小，但它们对世界具有巨大的影响力，并且在数十亿年的历史中一直如此。
你最出名的是你对某些微生物如何在低氧环境中生存的研究，但你最近发现了称为铜绿假单胞菌的多重耐药病原体如何在囊性纤维化患者中生存。你能谈谈这个吗？
实际上，这并不像你想象的那样是一个巨大的飞跃。从概念上讲，你可以用像囊性纤维化的感染肺这样的表面替换铁矿物表面，在囊性纤维化中，粘液会积聚在肺上皮细胞上。这是一个非常基本层面的相同问题：当细菌的氧气、氧化铁矿物或任何其他可以用作氧化剂的东西（细胞在呼吸中电子传递链末端使用以拾取电子并使整个过程进行——为新陈代谢提供动力）受到限制时，细菌如何生存？它们如何应对？这是一个很棒的问题。
你已经发表了关于吩嗪是该病原体铜绿假单胞菌使用的电子穿梭化合物。这个知识将如何帮助你攻击这种感染（目前使用抗生素治疗，但效果不一）？
我们认为吩嗪与囊性纤维化以及其他可能的感染相关的原因是，我们发现在囊性纤维化患者的痰液中，随着感染的进展，吩嗪的浓度很高。我们有很多数据将吩嗪浓度与肺功能的下降联系起来。我们知道这种病原体如何利用吩嗪，因此我们正在考虑如何抑制它——阻止吩嗪循环，使其不能用作电子穿梭机。
那么你在这方面取得任何进展了吗？
这是我们目前正在进行的工作，它变得令人兴奋。做到这一点的最佳方法之一是从自然界中寻找解决方案。关于铜绿假单胞菌的一个有趣的事实是，它是一种相当普遍的生物——你可以在花园和土壤中找到它，它可能已经存在了数百万年。无论它制造吩嗪有多久，你可以肯定，生物与之共同进化，并找到了应对这些吩嗪的方法。处理它们的一种方法是吃掉它们并分解它们——降解它们。因此，我们分离出一种可以做到这一点的不同土壤生物，并且我们目前正在研究其用于分解吩嗪的酶的生物化学，并且我们正在探索如何利用它来控制病原体。
假设这些酶被证明对人类使用是安全的，那么这个想法是用它们来治疗患者，以消灭这些细菌群落吗？
是的，那是梦想的场景——不切实际的梦想。但是，我们正处于这个项目的开始阶段，我们不知道这是否会奏效——并且有很多原因可能会失败。我们有理由认为还有其他感染与吩嗪有关，因此这也可能具有其他应用。在慢性伤口中，铜绿假单胞菌很重要：糖尿病足伤口、烧伤受害者的伤口以及艾滋病患者可能会因铜绿假单胞菌作为医院获得性病原体而患上慢性感染。
麦克阿瑟奖通常被称为“天才”奖。
是的，这太荒谬了。他们寄给我一份很好的东西，说我们不认为这是天才奖，它是关于创造力的。如果你问我的朋友和家人，他们会说我不是天才。我不认为自己是天才。莫扎特是天才。但我确实认为自己是一个在道路上具有创造力的人，并且得到了非常慷慨的人的帮助，他们在很好的机会上与我合作。我发现天才的说法并没有真正帮助。我认为我年纪足够大，可以体会到，这些事情通常说的更多的是那些花时间提名你的人——恰好在场的人，以及他们的品味——而不是你。希望它能说明你的一些情况，但它并不完全是关于你的。我承认有许多才华横溢的人同样有资格获得这项认可。
你的奖金没有任何附加条件。你打算如何处理你的 625,000 美元？
感觉仍然非常超现实，我还没有决定。幸运的是，我们在资金开始分批到账之前有几个月的时间来考虑这个问题。我想用这笔资金来促进科学发展，包括推进我关心的项目。我还想在当地社区使用它，以帮助人们认识到科学职业是什么样的，以及它如何易于获得。大多数人没有意识到，如果你去科学研究生院攻读博士学位，通常是由你的导师获得的赠款资助的。我认为这很棒。我认为这是科学领域中一件很棒的事情，它使人们更容易获得，无论他们的背景如何。这是我们最接近精英统治的东西。
最初是什么吸引你进入你的领域？
我完全是偶然地发现了它。我已经在麻省理工学院注册了一个环境工程的研究生课程，在我的第一个学期，我上了一门环境微生物学课。我爱上了它。我从来没有在大学里上过这样的课，它让我感到非常兴奋，因为它展示了生物催化的卓越化学反应。
你的工作有时被描述为试图对抗抗生素耐药性。
抗生素耐药性是一个巨大的问题。但是当人们使用这种语言时，通常他们指的是细菌水平转移的基因编码的抗生素耐药性。我在这里谈论的是完全不同的东西：我谈论的是一种生理形式的耐药性，这意味着细菌本身就更耐药，仅仅是因为这些细菌处于一种生长状态，在这种状态下它们不会吸收药物——或者如果它们吸收了药物，那么药物的目标不再与它们的生存相关。我谈论的是慢性感染，在这种感染中，生物体生长缓慢，例如在囊性纤维化患者的肺部、烧伤伤口患者或糖尿病足溃疡患者中。任何时候你都有感染持续很长时间，细菌在那里停留多年，这种生长模式使它们能够持续存在——而这就是赋予对多种药物产生耐药性的生理状态。
本周，联合国大会用一天的时间讨论抗生素耐药性。你认为该领域最大的挑战是什么？
哦，天哪。我真的要考虑一下。这是一个很难的问题。哦。[长时间的停顿]嗯，我不确定这是否是最大的挑战，但基础科学层面最大的挑战之一是微生物进化的速度会超过我们合理设计新药的能力——我认为这在本质上和科学上都非常具有挑战性。这是一个艰巨的挑战，需要以新的方式创造性地思考这个问题。我们已经拥有的标准药物发现渠道显然已经碰壁了，所以这是一个紧迫的问题。