In Ekstavour CassandraKantornya di Universitas Harvard menggantungkan plakat dengan gambar bendera pelangi dan undangan persahabatan.

“Sama-sama di sini,” bunyinya.

“Saya melakukan ini karena menurut saya penting untuk membuat orang lain melihat identitas Anda, terutama ketika identitas tersebut tidak terwakili dengan baik,” jelas Extavour, ahli genetika evolusioner yang pada tahun 2014 menjadi perempuan kulit hitam pertama yang memenangkan jabatan dalam ilmu biologi di Universitas Harvard. Fakultas Seni dan Sains.

Extavour sendiri memiliki banyak identitas, baik secara profesional maupun pribadi, cukup untuk memenuhi syarat sebagai wanita Renaisans sejati. Dia adalah penyelidik Howard Hughes Medical Institute, tetapi juga penyanyi sopran terlatih klasik yang tampil bersama Boston Landmarks Orchestra dan Handel dan Haydn Society.

Selain mengajar dan menyanyi, Extavour meneliti biokimia dan genetika kehidupan paling awal di bumi. Dia ingin mengetahui bagaimana sel pertama berkembang dan akhirnya berevolusi menjadi organisme multiseluler. Mekanisme seluler apa memungkinkan kehidupan yang kompleks? dia bertanya. Lebih khusus lagi, pengaruh khusus apa yang mungkin dimiliki sel germinal – yang menghasilkan telur atau sperma, meneruskan informasi genetik dari orang tua ke keturunannya – terhadap perkembangan kehidupan multiseluler?

Pekerjaan laboratoriumnya, yang menggabungkan eksperimen dan matematika tingkat lanjut, telah mendapat perhatian luas di kalangan ahli biologi evolusi.

Di tahun 2000-nya disertasi doktoral, Extavour menunjukkan bahwa sel germinal bersaing untuk mendapatkan kesempatan menyampaikan informasinya kepada generasi berikutnya. Di dalam laboratoriumnya di Harvard, dia menunjukkan bahwa bakteri berperan dalam menciptakan gen yang penting untuk membentuk garis sel germinal dalam kehidupan yang lebih besar dan kompleks. Baru-baru ini, saat mempelajari telur serangga, Extavour dan timnya membalikkan asumsi umum tentang apa yang mendorong keragaman bentuk sel.

“Saya sangat penasaran dengan asal usul kehidupan multiseluler di Bumi,” jelas Extavour dalam wawancara Zoom baru-baru ini dari kantornya di Cambridge. “Saya tahu saya tidak akan pernah melihatnya. Tapi saya banyak memikirkannya.”

Quanta berbicara dengannya dalam tiga wawancara terpisah di akhir musim gugur. Wawancara telah diringkas dan diedit untuk kejelasan.

Karena penelitian Anda terfokus pada permulaan, mari kita mulai dengan penelitian Anda. Dimana kamu besar?

Toronto, di lingkungan kelas pekerja yang disebut Annex. Hampir seluruhnya ditempati oleh keluarga imigran dari seluruh dunia.

Apakah Anda salah satu dari anak-anak yang selalu tahu bahwa mereka ingin tumbuh menjadi ilmuwan?

Tidak. Saya membayangkan saya akan menjadi seorang musisi. Atau mungkin seorang penari. Saya memainkan drum baja sejak saya berumur 4 tahun. Saya bisa membaca musik pada usia yang sangat muda. Saya mempelajari alat musik tiup di sekolah dasar. Kemudian, saya mempelajari suara.

Ada banyak musik di masa kecil saya. Ayah saya, seorang imigran dari Trinidad, menghidupi keluarga sebagai teknisi di CBC, Perusahaan Penyiaran Kanada. Tapi dia juga seorang musisi profesional. Dia mengadakan konser secara teratur. Saya tampil bersamanya.

Di dalam keluarga, ada perasaan bahwa saya dan saudara saya dapat melakukan apa pun yang kami inginkan — baik itu menguasai alat musik baru atau diterima di sekolah menengah terbaik di kota. Jika saya menyatakan minat terhadap sesuatu, tanggapannya adalah, “Pergi ke perpustakaan, pelajari segala sesuatu tentangnya, dan buatlah rencana.”

Keluarga Anda terdengar luar biasa.

Kisah keluarga kami adalah bahwa kami adalah orang-orang yang berasal dari keluarga sederhana, namun berbakat, kuat, dan sangat kreatif.

Kami tentu saja dibesarkan dengan gagasan bahwa kami berbeda, istimewa, tetapi orang lain mungkin tidak menyadarinya. Orang tua kami mengajari kami, “Dunia tidak akan selalu menghargai kamu apa adanya. Jangan biarkan hal itu menghentikan Anda untuk menjalani kehidupan terbaik yang Anda bisa.”

Apakah sulit untuk tumbuh dalam keluarga antar-ras di Kanada tahun 1970-an?

Sejak usia dini, saya memahami bahwa banyak orang tidak menyukai kenyataan bahwa ayah saya berkulit hitam dan ibu saya berkulit putih. Keluarga ibu saya tidak senang karena dia menikah dengan pria kulit hitam dan memiliki empat anak kulit hitam. Mereka butuh waktu untuk menerimanya.

Kalau dipikir-pikir lagi, saya menyadari bahwa keterpisahan keluarga kami memberi saya banyak alat yang berguna. Misalnya, saya sudah tahu sejak kecil bahwa dunia luar mungkin memusuhi saya, jadi saya tidak bisa mengandalkan mereka untuk mendapatkan masukan yang akurat. Saya mendapat banyak latihan awal dalam memutuskan sendiri apakah sesuatu itu baik atau buruk - atau menarik. Itu adalah aset yang luar biasa saat Anda merancang eksperimen.

Mengingat minat awal Anda dalam dunia akting, bagaimana minat terhadap genetika muncul dalam hidup Anda?

Sepenuhnya secara tidak sengaja. Pada tahun pertama kuliah saya, di Universitas Toronto, saya mendapati diri saya berada dalam situasi di mana saya harus segera memilih jurusan. Saya sedang bernyanyi dalam paduan suara saat itu, dan saya bertanya kepada tetangga yang duduk di sebelah saya apa lagu miliknya. “Genetika,” katanya. Itu adalah keputusan yang sepenuhnya acak.

Tapi yang beruntung?

Ya. Karena jurusan genetika wajib mengambil biokimia. Saya sebelumnya pernah mengambil kelas biologi, tetapi menurut saya kelas tersebut - setidaknya cara mereka diajarkan - merupakan daftar hal-hal yang tidak berhubungan dan harus dihafal.

Biokimia, sebaliknya, adalah teka-teki logika yang menarik. Ada berbagai bagian yang berbeda – protein, mitokondria, gen – dan semuanya bekerja sama untuk membuat sel yang dapat melakukan berbagai hal. Permainannya adalah untuk mencari tahu bagaimana potongan-potongan itu bekerja bersama. Menurut saya itu sangat menarik.

Sekarang, saya belum tumbuh dalam lingkungan akademis. Saya tidak tahu apa-apa tentang karir penelitian, atau bahwa pekerjaan yang saya miliki saat ini ada.

Namun saya bertanya di sekolah dan salah satu siswa yang lebih tua mengatakan kepada saya, “Jika Anda ingin mendalami genetika secara serius, Anda harus melanjutkan ke sekolah pascasarjana dan mendapatkan gelar doktor.”

Anda memilih untuk melanjutkan studi pascasarjana di Eropa. Mengapa disana?

Saya memilih Universitas Otonomi Madrid karena saya ingin fasih berbahasa Spanyol dan karena saya ingin belajar di sana Antonio García-Bellido, salah satu ahli genetika perkembangan terkemuka abad ke-20. Ketika saya membaca makalahnya, sepertinya dia memikirkan pembangunan dengan cara yang tidak dipikirkan orang lain.

Kalau dipikir-pikir lagi tentang keputusan itu, kalau dipikir-pikir, ini sepertinya pilihan bijak karena alasan lain. Jika saya menyelesaikan tugas pascasarjana di Amerika Serikat, dan hal ini merupakan dorongan bagi saya, maka hal ini akan membuat sekolah pascasarjana menjadi lebih sulit dibandingkan sebelumnya. Di AS, Anda merasakan serangan perpecahan ras yang terus-menerus.

Disertasi doktoral yang Anda hasilkan di bawah bimbingan García-Bellido, tentang seleksi pada garis germinal lalat buah, memiliki dampak besar pada perkembangan genetika. Mengapa itu menjadi blockbuster?

Karena saya memberikan bukti eksperimen langsung terhadap sesuatu yang telah lama dihipotesiskan, namun belum pernah diperlihatkan sebelumnya. Yakni, sama seperti hewan utuh bisa menjadi sasaran seleksi alam, dimana hewan yang cocok akan bertahan lebih baik dibandingkan hewan yang kurang cocok, sel-sel benih individu dalam hewan yang sedang berkembang juga bisa melakukan hal yang sama.

Sel germinal sangat menarik karena merupakan kebaruan khusus dari organisme multiseluler. Hampir setiap bentuk kehidupan multiseluler yang sukses bereproduksi dengan sel germinal. Begitulah cara gen diturunkan dari satu generasi ke generasi lainnya. Merekalah yang memberikan kemampuan bagi sel untuk bersatu, atau membentuk konglomerat multiseluler yang besar seperti pisang atau manusia.

Jadi, Anda membuktikan bahwa sel germinal di dalam lalat buah bersaing. Tapi dalam hal apa? Apa sifat kompetisi mereka?

Karena mutasi yang muncul secara spontan pada jaringan, sel-sel germinal yang berbeda dalam suatu organisme dapat memiliki gen yang sedikit berbeda. Mutasi tersebut dapat mempengaruhi seberapa baik sel benih tumbuh dan menghasilkan sel telur atau sperma yang sukses, sehingga menempatkan mereka dalam persaingan dengan seleksi alam. Namun ternyata banyak dari gen yang sama juga mempengaruhi proses perkembangan seluruh tubuh. Jadi proses seleksi antar sel germinal ini dapat berdampak besar terhadap kesehatan dan kebugaran keturunan yang dihasilkan sepanjang hidupnya.

Disertasi Anda mempunyai implikasi yang kuat terhadap biologi evolusi, bukan?

Benar. Memahami bagaimana Anda mengembangkan program genetik untuk membuat sebagian kecil sel reproduksi sangatlah penting.

Sebagian besar karir saya selanjutnya dipandu oleh keinginan untuk memahami bagaimana sebuah sel, sel telur yang telah dibuahi, menciptakan sel dewasa multiseluler kompleks yang terbuat dari jutaan sel. Saya mencoba mencari tahu bagaimana berbagai jenis sel dalam organisme pertama kali muncul.

Di antara pertanyaan yang saya ajukan adalah: Bagaimana mereka tahu apa yang harus dilakukan? Gen apa yang mereka gunakan untuk melakukan hal ini? Dan karena kehidupan pertama di Bumi bersel tunggal, bagaimana gen multiseluler dan tipe sel berevolusi?

Apa yang menjadi minat musik Anda saat mencoba memahami sel germinal?

Selama ini, saya menemukan cara untuk melakukan sains dan musik. Saat bekerja di Madrid dan kemudian ketika saya menyelesaikan postdoc di Cambridge di Inggris, saya masih mempelajari suara. Selain itu, saya menghadiri audisi dan tampil di pertunjukan di akhir pekan.

Saat saya mengerjakan program doktoral dan pascadoktoral, guru suara saya berada di Swiss. Dia memiliki siswa lain di Madrid, dan dia datang ke Spanyol setiap enam minggu atau lebih untuk bekerja bersama kami. Terkadang, saya terbang ke Basel untuk belajar. Saya akan mencatat pelajarannya dan mempelajarinya sesudahnya.

Tentu saja, ada kalanya kedua kepentingan ini berselisih. Setelah saya menyelesaikan gelar doktor, guru suara saya mendesak saya untuk mengabdikan diri penuh waktu untuk menyanyi. “Kamu berumur 26 sekarang,” katanya. “Saatnya untuk serius dengan suara Anda. Sekarang atau tidak pernah."

Saya mempertimbangkan argumennya. Tapi saya punya minat yang besar pada biologi. Pada akhirnya, saya harus menemukan cara untuk melakukan keduanya.

Untungnya, sebagai mahasiswa pascasarjana dan pascadoktoral, saya memiliki penyelidik utama yang sangat senior yang memberi saya banyak kebebasan. Selama saya melakukan pekerjaan pada tingkat tinggi yang diharapkan, saya dapat membuat jadwal sendiri.

Itu mungkin berarti menghabiskan beberapa malam ekstra di laboratorium untuk membuat lalat buah menjadi bugar karena saya tidak akan bisa merawatnya saat tur dengan sebuah pertunjukan. Atau membawa lalat di dalam tas sehingga saya tidak perlu menghentikan percobaan.

Anda menyelesaikan postdoc Anda dengan ahli zoologi Michael Akam di Cambridge. Di era ketika biokimia mendominasi, studi tentang hewan utuh kadang-kadang tampak seperti kemunduran ke abad lain. Mengapa Anda memilihnya?

Karena saya ingin membawa temuan disertasi saya ke langkah selanjutnya. Disertasi ini mengkaji bagaimana sel germinal berperilaku pada satu hewan. Di Cambridge, saya bertanya bagaimana perilaku sel germinal pada semua hewan dan bagaimana mereka berevolusi. Untuk melakukan itu, saya mempelajari bulu babi, krustasea, dan anemon laut di laboratorium. Kemudian saya membaca literatur sejarah, hampir semua hal yang diterbitkan tentang sel germinal dari ratusan spesies berbeda.

Sepanjang karir saya, saya telah mencoba untuk mengembangkan temuan-temuan sebelumnya, dan itu terkadang berarti keluar dari disiplin ilmu asli atau memperluas definisinya. Saat ini, di laboratorium saya, kami mencoba memahami evolusi perkembangan dengan mempertimbangkan lebih dari sekadar gen.

Kami memasukkan ekologi dan lingkungan ke dalam studi kami. Daripada hanya mempelajari lalat buah secara terpisah, kami melihat mikroba yang hidup di dalam lalat dan tanaman yang menjadi makanan lalat tersebut. Dengan karya ini, kami berharap dapat memahami bagaimana proses perkembangan dapat berkembang di lingkungan kehidupan nyata.

Menurut Anda, apa temuan paling penting yang dihasilkan dari laboratorium Harvard Anda?

Pertama, menunjukkan bahwa sinyal sel-sel bukanlah cara yang tidak biasa bagi hewan menghasilkan sel germinal embrionik — yaitu sel yang akan menjadi sel telur dan sperma. Gagasan yang mendominasi buku teks selama sebagian besar abad ke-20 adalah bahwa pada serangga dan sebagian besar hewan lainnya, “plasma nutfah” di dalam telur membentuk garis keturunan sel germinal yang berbeda pada awal perkembangannya. Namun kami menunjukkan bahwa pada jangkrik, sel-sel tubuh diinduksi untuk berubah menjadi sel germinal melalui sinyal dari jaringan sekitarnya. Hal serupa juga terjadi pada tikus dan mamalia lainnya, namun hal ini dianggap sebagai mekanisme baru yang jarang muncul dalam evolusi.

Kedua, menemukan pada tahun 2020 bahwa kerabat yang telah lama hilang oskar, sebenarnya sebuah gen yang sangat terkenal karena peran pentingnya dalam reproduksi serangga dari bakteri, bukan hanya dari hewan sebelumnya. Gen ini berevolusi melalui fusi rangkaian genom bakteri dengan rangkaian genom hewan. Ini menunjukkan bahwa pelopor untuk oskar memiliki fungsi yang sangat berbeda, mungkin dalam perkembangan sistem saraf, dan studi lebih lanjut tentang bagaimana sistem ini berevolusi, tujuan barunya bisa sangat informatif.

Ketiga, memalsukan “hukum” kuno yang meramalkan bentuk struktur biologis. Telur serangga sangat bervariasi, dengan ukuran delapan kali lipat dan bentuk yang sangat berbeda. Asumsi sebelumnya adalah bahwa suatu “hukum” universal, yang berlaku pada semua hewan, dapat menjelaskan evolusi bentuk dan ukuran sel serta struktur yang terbuat dari sel. Dalam kasus telur, terdapat banyak hipotesis sebelumnya mengenai hukum-hukum tersebut, termasuk, misalnya, bahwa dimensi telur mencerminkan persyaratan laju perkembangan atau ukuran tubuh dewasa untuk setiap spesies.

Namun kami membuat kumpulan data yang tak tertandingi yang mencakup lebih dari 10,000 pengukuran telur serangga dan menemukan hal tersebut yang paling tepat untuk memprediksi ukuran dan bentuk telur adalah di mana telur itu akan diletakkan. Telur diletakkan di tanah atau di bawah dedaunanes pada dasarnya berbentuk elips. Telur yang diletakkan di dalam air cenderung lebih kecil dan bulat. Telur parasitoid yang diletakkan di dalam serangga lain juga berukuran kecil tetapi tidak simetris.

Bagaimana Anda bisa memindahkan pekerjaan Anda dari Cambridge ke Harvard?

Pada tahun 2003, Harvard mengundang saya untuk memberikan seminar. Setelah itu, orang-orang berkata, “Tahukah Anda bahwa ada lowongan asisten profesor di bidang biologi perkembangan evolusioner? Anda harus melamar.”

Saya sangat bahagia di Cambridge. Saya baru saja mendapat dana penelitian selama empat tahun. Sejujurnya, saya tidak berpikir saya akan mendapatkan pekerjaan itu karena saya mempunyai gagasan yang cukup jelas tentang apa yang dicari Harvard dan ternyata bukan saya. Saya terkejut menerima tawaran itu.

Dalam beberapa tahun, Anda memenangkan jabatan. Faktanya, Anda menjadi wanita kulit hitam pertama yang bekerja di bidang ilmu biologi di Fakultas Seni dan Sains Harvard. Apakah itu terasa menyenangkan – atau seperti sebuah beban?

Keduanya. Dengar, ini bukan pertama kalinya dalam hidupku aku menjadi yang "pertama". Menjadi satu-satunya perempuan kulit hitam di lingkungan serba putih pada dasarnya adalah kisah kehidupan profesional saya. Bidang pekerjaan pilihan saya didominasi kulit putih. Seringkali, setiap kali saya melakukan sesuatu secara profesional, saya adalah perempuan kulit hitam pertama yang melakukannya. Itu bukan cerminan saya. Itu cerminan di lapangan.

Pernahkah Anda mengalami bias di Harvard?

Saya belum pernah mengalami banyak hambatan yang disengaja atau diskriminasi yang ditargetkan. Namun banyak hal sering terjadi. Saya akan muncul di pintu untuk sesuatu dan disuruh menggunakan pintu masuk layanan. “Oh, saya di sini untuk jamuan makan malam [Harvard] Corporation,” saya menjelaskan. “Oh ya, pintu masuk layanan ada di belakang.”

Atau saya pembicara utama di sebuah konferensi. Saya akan pergi ke meja depan dan mendengar, "Apakah Anda sedang menunggu seseorang?"

Itu sangat konstan. Mengatakan bahwa kita harus bereaksi seperti “itu seperti air dari punggung bebek” menyiratkan bahwa tidak ada residu yang tertinggal. Ada penumpukan besar jaringan parut. Saya tidak dapat menggunakan ruang otak saya untuk menampung semuanya karena saya memerlukan ruang otak saya untuk melakukan hal lain.

Diketahui bahwa relatif sedikit orang kulit hitam Amerika yang belajar untuk mendapatkan gelar lanjutan dalam disiplin STEM. Mereka merupakan 14% dari populasi, namun hanya 7% dari mahasiswa doktoral di bidang sains dan teknik. Berdasarkan apa yang Anda saksikan, mengapa terdapat kesenjangan yang begitu besar?

Salah satu alasannya adalah karena ilmu-ilmu eksperimental dan teoritis, sebagian besar, didasarkan pada model magang atau penjaga gerbang. Seseorang memperoleh akses ke karier melalui mentor atau penasihat. Para pelatih memilih peserta pelatihan yang mereka kenali. Kalau penjaga gerbangnya dari kelompok tertentu, mereka melanggengkan kelompok itu.

Apakah Anda dapat menggunakan posisi Anda untuk mendukung siswa minoritas yang tertarik pada karir sains?

Saya melakukan yang terbaik untuk tampil di hadapan mereka. Saya memprioritaskan berbicara dengan siswa minoritas ketika mereka membutuhkannya. Bagi siswa minoritas, penting untuk memberikan kehadiran positif dan kemauan mendengarkan.

Karena itu, saya muncul untuk semua siswa saya. Bagi mayoritas mahasiswa, saya sering kali menjadi profesor kulit hitam pertama yang pernah mereka miliki. Penting bagi mereka untuk mengenal saya.

Tentang bagian lain hidup Anda — musik. Apakah musik Anda memberi makan ilmu pengetahuan Anda?

Saya tidak akan mengatakan itu - meskipun ketika saya bernyanyi, otak dan tubuh saya mendapat jeda dari sains.

Dan sebaliknya. Kedua upaya tersebut sangat menuntut dan mengasyikkan dalam cara yang berbeda. Mengubah aktivitas memberi sebagian dari diri saya kesempatan untuk beristirahat dan mengisi bahan bakar serta merenungkan hal-hal di alam bawah sadar sementara saya sibuk dengan hal lain. Hal-hal bawah sadar bisa kembali muncul ke permukaan ketika saya kembali.

Barangkali terdapat beberapa tumpang tindih dalam kenyataan bahwa keduanya merupakan usaha pemecahan masalah yang kreatif. Dalam seni, Anda memiliki sesuatu untuk dikomunikasikan. Anda memilih medianya. Anda mencoba menyempurnakan ekspresi Anda tentang hal itu, dan Anda keluar dan melakukannya. Dalam sains, Anda mengumpulkan sumber daya, menjawab pertanyaan, dan mengkomunikasikannya kepada dunia. Dalam hal ini, mereka agak mirip.

Anda tampil pada bulan Desember di Lincoln Center di New York sebagai bagian dari ansambel yang menampilkan Handel Mesias. Bagaimana Anda mempersiapkan diri untuk pertunjukan seperti itu?

Sejujurnya, saya membayangkan kesuksesan. Sementara kami menunggu di belakang panggung untuk masuk, saya membayangkan akhir pertunjukan dan tepuk tangan. Saya membayangkan tepuk tangan meriah dan melihat orang-orang di barisan depan dengan ekspresi gembira di wajah mereka. Saya membayangkan diri saya selama pertunjukan: merasa bebas, merasa dipenuhi dengan musik, merasa bahwa tubuh saya adalah wadah komunikasi musik.

Pernahkah Anda merasa menyesal ketika memiliki kesempatan, Anda tidak pindah ke Swiss dan menekuni musik secara penuh waktu?

Tidak. Sains adalah sebuah pilihan yang membawa saya pada karier yang luar biasa dan menarik: Saya menghabiskan sebagian besar waktu saya untuk mencoba memahami asal usul kehidupan multiseluler dan sel germinal, dan sebenarnya itu adalah pekerjaan saya yang dibayar untuk melakukan hal ini! Saya ingin tetap memilih ini. Ini sangat menarik dan menyenangkan.