In קסנדרה אקסטבורמשרדו של אוניברסיטת הרווארד תולה שלט עם דגל קשת מצוייר והזמנה ידידותית.

"אתה מוזמן לכאן", נכתב.

"יש לי את זה כי אני חושב שחשוב לתת לאנשים לראות את הזהויות שלך, במיוחד כשהזהויות האלה לא מיוצגות היטב", הסביר אקסטאבור, גנטיקאי אבולוציוני שב-2014 הפכה לאישה השחורה הראשונה שזוכה בקדנציה במדעי הביולוגיה בהרווארד. הפקולטה לאמנויות ומדעים.

לאקסטבור עצמה יש מספר זהויות, הן מבחינה מקצועית והן מבחינה אישית, מספיק כדי להעפיל כאשת רנסנס אמיתית. היא חוקרת המכון הרפואי של הווארד יוז, אבל גם סופרן בעל הכשרה קלאסית המופיעה עם תזמורת בוסטון לנדמרקס ועם אגודת הנדל והיידן.

מעבר להוראה ולשירה, Extavour חוקר את הביוכימיה והגנטיקה של החיים המוקדמים ביותר על פני כדור הארץ. היא רוצה לדעת איך התאים הראשונים התפתחו ובסופו של דבר התפתחו לאורגניזמים רב-תאיים. איזה מנגנונים סלולריים אפשרו חיים מורכבים? היא שואלת. ליתר דיוק, איזו השפעה מיוחדת עשויה להיות לתאי נבט - המייצרים ביציות או זרע, ומעבירים מידע גנטי מהורים לצאצאים - על התפתחותם של חיים רב-תאיים?

עבודת המעבדה שלה, המשלבת ניסויים ומתמטיקה מתקדמת, זכתה להכרה נרחבת בקרב ביולוגים אבולוציוניים.

בשנת 2000 שלה עבודת הדוקטורט, Extavour הראה שתאי נבט מתחרים על ההזדמנות להביא את המידע שלהם לדור הבא. ב המעבדה שלה בהרווארד, היא הראתה שחיידקים מילאו תפקיד ביצירת הגנים שהיו חשובים להקמת שורות תאי נבט בחיים גדולים ומורכבים יותר. לאחרונה, בזמן שחקרו את ביצי החרקים, Extavour והצוות שלה הפכו את ההנחה הרווחת לגבי מה שמניע את המגוון הגדול בצורות התא.

"אני מאוד סקרנית לגבי מקורות החיים הרב-תאיים על פני כדור הארץ", הסבירה אקסטבור בראיון שנערך לאחרונה עם זום מהמשרד שלה בקיימברידג'. "אני יודע שלעולם לא אראה את זה. אבל אני חושב על זה הרבה".

Quanta שוחח איתה בשלושה ראיונות נפרדים בסוף הסתיו. הראיונות תמציתו ונערכו לצורך הבהירות.

מכיוון שהמחקר שלך מתמקד בהתחלות, בואו נתחיל עם שלך. איפה גדלת?

טורונטו, במה שהיה אז שכונת פועלים שנקראה הנספח. הוא נכבש כמעט כולו על ידי משפחות מהגרים מכל העולם.

האם היית מהילדים האלה שתמיד ידעו שהם רוצים לגדול ולהיות מדען?

לא. דמיינתי שאהיה מוזיקאי. או אולי רקדן. ניגנתי בתופי פלדה מגיל 4. יכולתי לקרוא מוזיקה בגיל מאוד צעיר. למדתי כלי נשיפה בבית הספר היסודי. מאוחר יותר למדתי קול.

פשוט הייתה הרבה מוזיקה בילדותי. אבי, מהגר מטרינידד, פרנס את המשפחה כטכנאי ב-CBC, חברת השידור הקנדית. אבל הוא היה גם מוזיקאי מקצועי. הוא ערך קונצרטים באופן קבוע. הופעתי איתו.

בתוך המשפחה, הייתה הרגשה שאני והאחים שלי יכולים לעשות כל דבר שאנחנו מתכוונים אליו - בין אם זה לשלוט בכלי חדש או לקבל קבלה לבית הספר התיכון הטוב בעיר. אם הבעתי עניין במשהו, התגובה הייתה, "לך לספרייה, למד הכל על זה ותעשה תוכנית."

המשפחה שלך נשמעת יוצאת דופן.

הסיפור המשפחתי היה שהיינו אנשים ממוצא צנוע, אבל מוכשרים, כוחניים ויצירתיים להפליא.

בהחלט חונכנו עם הרעיון שאנחנו שונים, מיוחדים, אבל אולי אחרים לא יזהו את זה. ההורים שלנו לימדו אותנו, "העולם לא תמיד יעריך אותך בגלל מי שאתה. אל תתן לזה למנוע ממך לחיות את החיים הכי טובים שאתה יכול".

האם זה היה מאתגר לגדול במשפחה בין-גזעית בקנדה של שנות ה-1970?

מגיל צעיר הבנתי שהרבה אנשים לא אהבו את העובדה שאבא שלי שחור ואמא שלי לבנה. המשפחה של אמי לא התרגשה מכך שהיא התחתנה עם גבר שחור והיו לה ארבעה ילדים שחורים. לקח להם זמן לקבל את זה.

בדיעבד, הבנתי שהחיצוניות של המשפחה שלנו נתנה לי כלים שימושיים רבים. למשל, ידעתי מגיל צעיר שהעולם החיצון עשוי להיות עוין כלפיי, ולכן לא יכולתי לסמוך עליו כדי לקבל משוב מדויק. קיבלתי הרבה תרגול מוקדם להחליט בעצמי אם משהו טוב או רע - או מעניין. זה נכס אדיר כשאתה מעצב ניסויים.

בהתחשב בעניין המוקדם שלך להופיע, כיצד הגיע לחייך עניין בגנטיקה?

לגמרי במקרה. בשנה הראשונה שלי בקולג', באוניברסיטת טורונטו, מצאתי את עצמי במצב שבו הייתי צריך במהירות לבחור מקצוע. שרתי אז במקהלה, ושאלתי את השכנה שישבה לידי מה שלה. "גנטיקה," היא אמרה. זו הייתה החלטה אקראית לחלוטין.

אבל בן מזל?

כן. כי מקצועות הגנטיקה נדרשו ללמוד ביוכימיה. למדתי בעבר שיעורי ביולוגיה, אבל מצאתי אותם - לפחות כפי שלימדו אותם - רשימה מנותקת של דברים שצריך לשנן.

הביוכימיה, לעומת זאת, הייתה חידת היגיון מרגשת. היו כל החלקים השונים האלה - חלבונים, מיטוכונדריה, גנים - וכולם עבדו יחד כדי ליצור תא שיעשה דברים. המשחק היה כדי להבין איך החלקים עובדים יחד. מצאתי את זה מרתק לחלוטין.

עכשיו, לא גדלתי בסביבה אקדמית. לא ידעתי כלום על קריירות מחקר, או שהעבודה שיש לי היום בכלל קיימת.

אבל שאלתי בבית הספר ואחד הסטודנטים המבוגרים אמר לי, "אם אתה רוצה לעשות גנטיקה רצינית, תצטרך ללכת לתואר שני ולקבל דוקטורט."

בחרת לעשות את לימודי התואר השני שלך באירופה. למה שם?

בחרתי באוניברסיטה האוטונומית של מדריד כי רציתי ללמוד ספרדית שוטפת וכי רציתי ללמוד עם אנטוניו גרסיה-בלידו, אחד הגנטיקאים ההתפתחותיים הבולטים של המאה ה-20. כשקראתי את המסמכים שלו, נראה היה שהוא חושב על התפתחות בצורה שאף אחד אחר לא חשב.

במחשבה על ההחלטה הזו מאוחר יותר, בדיעבד זה נראה כמו בחירה נבונה מסיבה אחרת. אם הייתי עושה את עבודת התואר שלי בארצות הברית, מה שעודדתי לעשות, זה היה הופך את לימודי התואר השני לקשה יותר ממה שהוא כבר היה. בארה"ב אתה מרגיש את ההתקפה המתמדת של הפילוג הגזעי.

עבודת הדוקטורט שהפקת תחת גרסיה-בלידו, על בחירה בקו הנבט של זבוב הפירות, הייתה השפעה עצומה על הגנטיקה ההתפתחותית. למה זה היה כל כך שובר קופות?

כי סיפקתי ראיות ניסיוניות ישירות למשהו שכבר מזמן הונח, אבל לא הוצג קודם לכן. כלומר, כשם שבעלי חיים שלמים יכולים להיות נתונים לברירה טבעית, כאשר ההתאמה שורדת טוב יותר מאשר הפחות מתאימים, תאי נבט בודדים בתוך בעל חיים מתפתח יכולים לעשות את אותו הדבר.

תאי נבט מרתקים מכיוון שהם חידוש מיוחד של אורגניזמים רב-תאיים. כמעט כל צורת חיים רב-תאית מצליחה מתרבה עם תאי נבט. הם האופן שבו גנים עוברים מדור לדור. הם מה שמספק את היכולת לתאים להיצמד זה לזה, או ליצור קונגלומרט רב תאי גדול כמו בננה או אדם.

אז הוכחת שתאי הנבט בתוך זבובי הפירות מתחרים. אבל באיזה אופן? מה היה אופי התחרות שלהם?

בגלל מוטציות המתעוררות באופן ספונטני ברקמות, לתאי הנבט השונים באורגניזם יכולים להיות גנים שונים במקצת. מוטציות אלו יכולות להשפיע על מידת הצמיחה של תאי הנבט ומייצרים ביציות או זרע מוצלחים, מה שמעמיד אותם בתחרות ביחס לברירה הטבעית. אבל מסתבר שרבים מאותם גנים משפיעים גם על תהליכי התפתחות בכל שאר הגוף. אז לתהליך הבחירה הזה בין תאי הנבט יכול להיות השפעות גדולות על הבריאות והכושר של הצאצאים המיוצרים לאורך חייהם.

לתזה שלך היו השלכות חזקות על הביולוגיה האבולוציונית, לא?

זה היה. ההבנה כיצד אתה מפתח תוכנית גנטית כדי ליצור תת-קבוצה זעירה של תאי רבייה היא ממש חשובה.

רוב הקריירה שלי לאחר מכן הונחה על ידי הרצון להבין כיצד תא בודד, הביצית המופרית, יוצר מבוגר רב תאי מורכב העשוי ממיליוני תאים. אני מנסה להבין איך התעוררו לראשונה סוגי התאים השונים באורגניזמים.

בין השאלות שאני שואל היא: איך הם יודעים מה לעשות? באילו גנים הם משתמשים כדי לעשות זאת? ומכיוון שהחיים הראשונים על פני כדור הארץ היו חד-תאיים, כיצד התפתחו גנים וסוגי תאים רב-תאיים מלכתחילה?

מה עלה בגורל תחומי העניין המוזיקליים שלך בזמן שניסית להבין תאי נבט?

לאורך כל הדרך, מצאתי דרכים לעשות גם מדע וגם מוזיקה. כשעבדתי במדריד ומאוחר יותר כשעשיתי פוסט דוקטורט בקיימברידג' בבריטניה, עדיין למדתי קול. יתרה מכך, השתתפתי באודישנים והופעתי בהופעות בסופי שבוע.

בזמן שעבדתי על הדוקטורט שלי ובמהלך הפוסט דוקטורט שלי, המורה לקול שלי היה בשוויץ. היו לו תלמידים אחרים במדריד, והוא היה מגיע לספרד כל שישה שבועות בערך לעבוד איתנו. לפעמים הייתי טס לבאזל לשיעורים. הייתי מקליט את השיעורים שלו ולומד אותם אחר כך.

כמובן, היו רגעים שבהם שני האינטרסים הללו היו סותרים. לאחר שסיימתי את הדוקטורט, המורה שלי לקול דחקה בי להקדיש את עצמי מלא זמן לשירה. "אתה בן 26 עכשיו," הוא אמר. "הגיע הזמן להיות רציני לגבי הקול שלך. זה עכשיו או לעולם לא."

שקלתי את הטיעון שלו. אבל היה לי עניין גדול בביולוגיה. בסופו של יום, הייתי צריך למצוא דרך לעשות את שניהם.

למרבה המזל, גם כסטודנט לתואר שני וגם כפוסט דוקטורט, היו לי חוקרים ראשיים בכירים מאוד שהעניקו לי הרבה עצמאות. כל עוד עשיתי את העבודה ברמה הגבוהה הצפויה, אני יכול לעשות את לוח הזמנים שלי.

זה עשוי להיות אומר לבלות כמה לילות נוספים במעבדה להכניס את זבובי הפירות לצורתם, כי לא אוכל לטפל בהם בזמן סיבוב הופעות עם הופעה. או לסחוב את הזבובים איתי בתיק כדי שלא אצטרך להפסיק ניסוי.

עשית את הפוסט דוקטורט שלך עם הזואולוג מייקל אקאם בקיימברידג'. בעידן שבו הביוכימיה שולטת, חקר בעלי חיים שלמים יכול לפעמים להיראות כמו חזרה למאה אחרת. למה בחרת את זה?

כי רציתי לקחת את הממצאים בעבודת הגמר שלי לשלב הבא. עבודת הגמר בחנה כיצד מתנהגים תאי נבט בחיה אחת. בקיימברידג' שאלתי כיצד מתנהגים תאי נבט בכל בעלי החיים וכיצד הם התפתחו. לשם כך חקרתי במעבדה קיפודי ים, סרטנים ושושנות ים. אחר כך קראתי את הספרות ההיסטורית, כמעט כל מה שפורסם על תאי הנבט של מאות מינים שונים.

לאורך הקריירה שלי, ניסיתי להתבסס על ממצאים קודמים, וזה לפעמים אומר לצאת מהמשמעת המקורית או למתוח את ההגדרות שלה. כרגע, במעבדה שלי, אנחנו מנסים להבין את התפתחות ההתפתחות על ידי התחשבות יותר מאשר בגנים.

אנו משלבים בלימודים אקולוגיה וסביבה. במקום רק לחקור את זבובי הפירות בבידוד, אנו מסתכלים על החיידקים שחיים בתוך הזבובים ועל הצמחים שהזבובים ניזונים מהם. עם עבודה זו, אנו מקווים להבין כיצד תהליכי ההתפתחות יכולים להתפתח בסביבות אמיתיות.

מה היית אומר שהם הממצאים החשובים ביותר שהגיעו מהמעבדה שלך בהרווארד?

ראשית, מראה שאיתות תא-תאים אינו דרך יוצאת דופן עבור בעלי חיים ליצור תאי נבט עובריים - כלומר, תאים שיהפכו לביצית וזרע. הרעיון ששלט בספרי הלימוד במשך רוב המאה ה-20 היה שבחרקים וברוב בעלי החיים האחרים, "פלזמת נבט" בביצה הקימה שושלת מובהקת של תאי נבט בשלב מוקדם מאוד בהתפתחות. אבל הראינו שבצרצרים, תאי הגוף גורמים להשתנות לתאי נבט על ידי אותות מהרקמות שמסביב. זה מה שקורה גם בעכברים ויונקים אחרים, אבל חשבו שזה מנגנון חדשני שהופיע רק לעתים רחוקות באבולוציה.

שנית, לגלות בשנת 2020 כי קרובי המשפחה האבודים של אוסקר, גן מפורסם מאוד בתפקידו החיוני ברבייה של חרקים, היו למעשה מחיידקים, לא רק מחיות קודמות. גן זה התפתח על ידי מיזוג של רצפי גנום חיידקים עם רצפי גנום של בעלי חיים. זה מציע שהמבשרים ל אוסקר היו לו פונקציות שונות מאוד, אולי בהתפתחות מערכת העצבים, וכי מחקר נוסף על האופן שבו היא פיתחה את מטרתה החדשה יכול להיות אינפורמטיבי ביותר.

שלישית, זיוף "חוקים" בני מאה שנה שחזו את הצורות של מבנים ביולוגיים. ביצי חרקים משתנות מאוד, בגודלן בשמונה סדרי גודל ועם צורות שונות בתכלית. ההנחות הקודמות היו ש"חוק" אוניברסלי מסוג כלשהו, ​​שחל על כל בעלי החיים, יכול להסביר את התפתחות הצורות והגדלים של תאים ושל מבנים העשויים תאים. במקרה של ביצים, היו הרבה השערות קודמות לגבי מה היו החוקים הללו, כולל למשל שמידות הביצים שיקפו את הדרישות של קצב ההתפתחות או גודל הגוף הבוגר לכל מין.

אבל בנינו מערך נתונים שאין שני לו של למעלה מ-10,000 מדידות של ביצי חרקים ומצאנו מה שבאמת ניבא בצורה הטובה ביותר את גודלה וצורתה של ביצה היה היכן היא תונח. ביצים מוטלות על האדמה או מתחת לעלהם בעצם אליפטיים. ביצים המוטלות במים נוטות להיות קטנות וכדוריות יותר. ביצים טפיליות המוטלות בתוך חרקים אחרים הן גם קטנות אך אסימטריות.

איך הגעת להעביר את עבודתך מקיימברידג' להרווארד?

בשנת 2003, הרווארד הזמין אותי להעביר סמינר. לאחר מכן, אנשים אמרו, "האם אתה יודע שיש משרת עוזר פרופסור בביולוגיה התפתחותית אבולוציונית? כדאי להגיש בקשה."

הייתי מאושר לחלוטין בקיימברידג'. בדיוק קיבלתי מימון של ארבע שנים למחקר. למען האמת, לא חשבתי שאקבל את העבודה כי היה לי מושג די ברור מה הרווארד מחפש וזה לא נראה כמוני. הופתעתי לקבל הצעה.

תוך כמה שנים זכית בקדנציה. למעשה, הפכת לאישה השחורה הראשונה שקיבלה קביעות במדעי הביולוגיה בפקולטה לאמנויות ומדעים של הרווארד. האם זה הרגיש טוב - או כמו נטל?

שניהם. תשמע, זו לא הייתה הפעם הראשונה בחיי שהייתי "ראשון". להיות האישה השחורה היחידה בסביבה לבנה לגמרי זה בעצם הסיפור של חיי המקצועיים. תחום העבודה שבחרתי הוא בעיקר לבן. לעתים קרובות, בכל פעם שאני עושה משהו מקצועי, אני האישה השחורה הראשונה שעשתה את זה. זה לא השתקפות עליי. זו השתקפות על המגרש.

האם חווית הטיה כלשהי בהרווארד?

לא חוויתי כמות עצומה של חסימה מכוונת או אפליה ממוקדת. אבל דברים קורים לעתים קרובות. אני אפנה בדלת למשהו ואומר לי להשתמש בכניסה לשירות. "הו, אני כאן לארוחת ערב של תאגיד [הרווארד]," אני מסביר. "אה, כן, הכניסה לשירות נמצאת בחלק האחורי."

או שאני הדובר המרכזי בכנס. אני אלך לדלפק הקבלה ואשמע, "אתה מחכה למישהו?"

זה כל כך קבוע. האמירה שעלינו להגיב כאילו "זה מים מהגב של ברווז" מרמזת שלא נשארו שאריות מאחור. יש הצטברות עצומה של רקמת צלקת. אני לא יכול להשתמש במרחב המוח שלי כדי להחזיק כל אחד מאלה כי אני צריך את המרחב המוח שלי כדי לעשות דברים אחרים.

זה ידוע כי מעט יחסית אמריקאים שחורים לומדים לתארים מתקדמים בדיסציפלינות STEM. הם 14% מהאוכלוסייה ובכל זאת רק 7% מהדוקטורנטים במדעים והנדסה. בהתבסס על מה שראית, מדוע יש פער כזה?

אחת הסיבות היא כי המדעים הניסיוניים והתיאורטיים מבוססים, על פי רוב, על מודל של חניכה או שומר סף. אדם זוכה לגישה לקריירה באמצעות מנטור או יועץ. המאמנים בוחרים מתאמנים איתם הם מזדהים. אם שומרי הסף הם מקבוצה מסוימת, הם מנציחים את הקבוצה הזו.

האם אתה יכול לנצל את עמדתך כדי לתמוך בסטודנטים עם מיעוט המתעניינים בקריירה מדעית?

אני עושה כמיטב יכולתי להופיע עבורם. אני נותן עדיפות לדבר עם תלמידים עם מיעוט כשהם צריכים את זה. לתלמידים עם מיעוט, חשוב לספק נוכחות חיובית ואוזן קשבת.

עם זאת, אני מופיע עבור כל התלמידים שלי. עבור הסטודנטים ברובם, אני לעתים קרובות הפרופסור השחור הראשון שהיה להם אי פעם. חשוב להם להכיר אותי.

על החלק השני של חייך - מוזיקה. האם המוזיקה שלך מזינה את המדע שלך בכלל?

לא הייתי אומר את זה - אם כי כשאני שר, המוח והגוף שלי מקבלים הפסקה מהמדע.

ולהיפך. שני העיסוקים תובעניים ביותר וסופגים בדרכים שונות. שינוי פעילויות נותן לחלק ממני הזדמנות לנוח ולתדלק ולהרהר בדברים בתת המודע בזמן שאני עוסק במשהו אחר. הדברים התת מודעים יכולים לחזור אל פני השטח כשאני חוזר.

היכן שיש, אולי, חפיפה מסוימת היא במציאות ששניהם מפעלים יצירתיים לפתרון בעיות. באמנות, יש לך מה לתקשר. אתה בוחר את המדיום. אתה מנסה לשכלל את הביטוי שלך לזה, ואתה יוצא ועושה את זה. במדע, אתה אוסף את המשאבים שלך, עונה על שאלה ומעביר אותה לעולם. בדרך זו, הם דומים במקצת.

הופעת בדצמבר בלינקולן סנטר בניו יורק כחלק מאנסמבל שהציג את הנדל'ס משיח. איך מתכוננים להופעה כזו?

למען האמת איתך, אני מתאר לעצמי הצלחה. בזמן שאנחנו ממתינים מאחורי הקלעים לכניסתנו, אני רואה במוחי את סוף ההצגה ואת מחיאות הכפיים. אני מדמיין שאני עומדת בתשואות ורואה את האנשים בשורה הראשונה עם מבטי עונג על פניהם. אני מדמיינת את עצמי במהלך ההופעה: מרגיש חופשי, מרגיש מלא במוזיקה, מרגיש שהגוף שלי הוא כלי לתקשורת של המוזיקה.

האם אי פעם אתה חש חרטה על כך שכשהייתה לך ההזדמנות, לא עברת לשוויץ ועסקת במוזיקה במשרה מלאה?

לא. המדע היה בחירה שהובילה אותי לקריירה מדהימה ומרגשת: אני יכול לבלות את רוב זמני בניסיון להבין את מקורות החיים הרב-תאיים ושל תאי הנבט, ולמעשה זו העבודה שלי בשכר לעשות זאת! אני רוצה להמשיך לבחור בזה. זה סופר מעניין ומהנה.