计算机科学家A.MuratEren(别名Meren)坚信微生物学可以为解决许多全球挑战做出贡献。在这次采访中，他谈到了该学科近几十年来取得的惊人进步。

微生物的名声很差。它们被视为不卫生的，是导致疾病的主要原因。它们作为一群坏人的形象是否合理?

不，一点也不。事实上，它们是生命的建筑师：微生物生产我们呼吸的大部分氧气，帮助植物生长，为我们合成我们自己无法合成的化合物，然后分解它们，将这些有限的资源重新投入生命循环，防止我们的生态系统崩溃——尽管我们付出了所有努力。你可以称它们为地球健康的守护者。

您最近为《细胞》杂志撰写了一篇评论文章，最新一期正值该杂志创刊50周年。近几十年来，我们对微生物群落的看法有何变化?

由于技术进步，微生物学的研究重点已从培养的单个生物体扩展到自然栖息地的复杂微生物群落。这揭示了曾经难以想象的丰富性和活力。这些群落遍布地球上所有生态系统，从海洋和陆地系统到生物宿主。

这篇论文是我与加州大学伯克利分校的同事吉莉安·班菲尔德共同撰写的，论文认为微生物学领域正在成为最重要的科学分支之一。微生物学的新时代已经证明，微生物是我们通过生物技术和生物医学的进步解决最紧迫问题的最佳选择。

微生物学如何为解决大问题做出贡献?

有一些成果唾手可得。例如，最近针对环境微生物及其遗传库的研究为我们提供了酶，可帮助我们有效地“编辑”人类或植物基因组，以提高适应力或改善遗传疾病，新的更有效的抗生素和抗真菌疗法，以及分解塑料的方法。然而，还有更多的东西有待发现。

但要释放地球上微生物的真正遗传潜力，我们需要将思维方式从教育最佳实践转变为科学资助。例如，我们在评论中强调，有必要将新的、数据驱动的微生物学方法应用于整个生态系统，拥抱自然的复杂性，并对意外发现持开放态度。

只有这样，我们才有可能解决最重要的问题，比如：我们如何在土壤中储存更多的碳?我们如何减少稻田或牛的甲烷排放?我们如何加速海洋塑料的分解，减少农业土壤的盐碱化，并利用地球地下储存二氧化碳?

对于这种规模的问题，利用自然事件可能比受控的小规模实验更有助于提高我们的理解。正如我们在评论中提到的，有时让大自然做实验是有理由的。

微生物学的新时代有何特点?

如今，我们的科学分支高度依赖数据。为了了解自然生态系统的复杂性，我们需要跨学科的方法。例如，我本人是一名计算机科学家，我使用生物信息学方法研究微生物的生态学和进化。

微生物学领域跨学科研究水平的提高，以及不断增加的新分子和分析工具的协同作用，帮助我们极大地扩展了对生命多样性的理解，这迫使我们在考虑自己在这个星球上的位置时重新考虑谦虚的态度。机器学习和人工智能的涌入帮助我们预测了蛋白质的三维结构，这不仅揭示了塑造蛋白质的进化过程，还促进了新药和生物技术工具的开发。

总体而言，可以肯定地说，现代微生物学是来自不同背景的人们聚集在一起的，从分子生物学家、计算机科学家、生态学家、建模者到化学家、物理学家等，他们运用越来越强大的手段来调查和研究复杂自然栖息地中的微生物生命，以找到21世纪最紧迫问题的答案。微生物学的新时代依赖于其人员和工具的多样性，以揭示微生物不可思议的多样性。

最近您最激动人心的发现是什么?

我觉得特别有趣的是，我们对病毒的看法发生了如此迅速的变化。病毒在生命之树上没有一席之地，但由于它们的数量惊人，而且我们今天认识到病毒的复杂性，病毒代表着一种自然力量，从生命的起源开始，它就与生命的方方面面有关。

总的来说，病毒在感染宿主后会重新编程其新陈代谢，通过阻止或促进定殖和竞争来影响关键的生态过程，通过修改所有生命领域的基因组来加速进化，在某些情况下甚至会改变动物的生殖行为。它们迫使我们思考什么是生命。

大约30年前，人们发现了巨型病毒，它们的基因组比某些细菌的基因组还要大。后来人们发现，这些病毒随处可见，而且几乎有类似新陈代谢的功能。病毒研究在微生物学中蓬勃发展，这是有原因的。

是否存在未包含在生命之树中的其他生物结构?

是的，例如质粒。它们代表了微生物学的另一个令人兴奋的分支。质粒是位于染色体之外的遗传元素。它们携带额外的基因，可以在不同的细菌细胞之间甚至不同类型的细菌之间交换。它们的复制依赖于宿主细胞。

但它们在某些情况下会为宿主提供极其重要的适应性决定因素，例如抗生素抗性基因，从而弥补这一缺陷。然而，人们对自然栖息地中质粒的多样性仍然了解甚少。

染色体之外还存在其他遗传元素。去年发现的一组此类元素被称为“博格人”，以《星际迷航》系列中的一种物种命名。其他病毒类元素是今年才发现的，它们与其他生物的关系尚不明确。它们因圆柱形而被称为“方尖碑”。这开辟了全新的世界，而当代微生物学家就像糖果店里的孩子一样。