In カサンドラ・エクスタバーハーバード大学のオフィスには、虹色の旗と友好的な招待状が描かれたプラカードが掲げられています。

「どういたしまして」と書かれている。

「特にアイデンティティが十分に表現されていない場合には、人々に自分のアイデンティティを見てもらうことが重要だと思うので、そうしています」と、2014年に黒人女性として初めてハーバード大学生物科学の終身在職権を獲得した進化遺伝学者のエクスタヴール氏は説明した。文理学部。

エクスタヴール自身も、職業的にも個人的にも複数のアイデンティティを持っており、真のルネサンス女性としての資格を得るのに十分です。彼女はハワード・ヒューズ医学研究所の研究員であるだけでなく、ボストン・ランドマークス・オーケストラやヘンデル・ハイドン協会と共演するクラシックの訓練を受けたソプラノ歌手でもあります。

エクスタヴールは教えることや歌うことを超えて、地球上の最古の生命の生化学と遺伝学を研究しています。彼女は、最初の細胞がどのようにして発達し、最終的に多細胞生物に進化したのかを知りたいと考えています。どのような細胞メカニズム 複雑な生活を可能にした?彼女は尋ねます。より具体的には、卵子や精子を作り、親から子に遺伝情報を伝える生殖細胞が、多細胞生物の発達にどのような特別な影響を与えた可能性があるのでしょうか?

実験と高度な数学を組み合わせた彼女の研究活動は、進化生物学者の間で広く注目を集めています。

彼女の2000年に 博士論文, エクスタヴールは、生殖細胞が自分たちの情報を次世代に伝える機会を求めて競争していることを示した。で ハーバード大学の彼女の研究室、彼女は、細菌が、より大きく、より複雑な生命体において生殖細胞株を確立するために重要な遺伝子の作成に役割を果たしていることを示しました。つい最近、昆虫の卵を研究していたエクスタヴール氏とそのチームは、細胞の形状の大きな多様性の原因について広く信じられていた仮説を覆しました。

「私は地球上の多細胞生物の起源について非常に興味があります」とエクスタヴールさんはケンブリッジのオフィスからの最近のZoomインタビューで説明した。 「決して見られないことはわかっています。でも、それについてはよく考えています。」

クアンタ 晩秋に3回の別々のインタビューで彼女に話を聞いた。インタビューはわかりやすくするために要約および編集されています。

あなたの研究は始まりに焦点を当てているので、あなたの研究から始めましょう。どこで育ちましたか?

トロント、当時はアネックスと呼ばれる労働者階級の地区でした。そこはほぼ完全に世界中から来た移民家族によって占領されていました。

あなたは、大人になって科学者になりたいと常に思っていた子供の一人でしたか?

いいえ、ミュージシャンになることを想像していました。あるいはダンサーかもしれない。 4歳の時からスティールドラムを演奏していました。幼い頃から楽譜を読むことができました。私は小学校で管楽器を始めました。その後、声楽の勉強をしました。

私の子供時代には音楽がたくさんありました。私の父はトリニダードからの移民で、カナダ放送会社である CBC の技術者として家族を支えていました。しかし、彼はプロのミュージシャンでもありました。彼は定期的にコンサートを開催した。私は彼と共演しました。

家族の中では、私と兄弟は、新しい楽器をマスターすることでも、町で一番の高校に入学することでも、やろうと思えば何でもできるという感覚がありました。私が何かに興味があると表明すると、「図書館に行って、それについてすべて勉強して計画を立ててください」という反応が返ってきました。

あなたの家族は素晴らしいですね。

家族の物語は、私たちが貧しい出自を持っているが、才能があり、力強く、信じられないほど創造的な人々だということでした。

私たちは間違いなく、自分たちは違う、特別であるという考えを持って育てられましたが、他の人はそれを認識していないかもしれません。私たちの両親は私たちに次のように教えてくれました。できる限り最高の人生を送ることを妨げないでください。」

1970年代のカナダで異人種間の家族の中で育つことは大変でしたか？

私は幼い頃から、多くの人が私の父親が黒人で母親が白人であるという事実を好まないことを理解していました。私の母の家族は、彼女が黒人男性と結婚し、4人の黒人の子供が生まれたことに興奮していませんでした。彼らがそれを受け入れるまでには時間がかかりました。

振り返ってみると、家族の外にいることが私に多くの有益なツールを与えてくれたことに気づきました。たとえば、私は幼い頃から外の世界が私に敵対的である可能性があることを知っていたため、外の世界からの正確なフィードバックを期待することができませんでした。私は、何かが良いか悪いか、あるいは興味深いかを自分で判断するために、早い段階で多くの練習をしました。これは実験を計画する際に非常に大きな資産となります。

初期からパフォーマンスに興味を持っていたことを考えると、遺伝学への関心はどのようにして生まれましたか?

全くの偶然です。トロント大学の大学 1 年目に、私は急いで専攻を選択しなければならない状況に陥りました。当時、私は合唱団で歌っていたので、隣に座っていた人に、彼女の合唱曲は何だったのか尋ねました。 「遺伝学」と彼女は言った。それは完全にランダムな決定でした。

しかし、幸運な方でしょうか？

はい。遺伝学を専攻する学生には生化学の履修が義務付けられていたからです。私は以前に生物学の授業を受講したことがありましたが、少なくともその教え方では、暗記すべきことのばらばらのリストであることがわかりました。

一方、生化学は刺激的な論理パズルでした。タンパク質、ミトコンドリア、遺伝子など、さまざまな部分がすべてあり、それらがすべて連携して、何かを行う細胞を作りました。ゲームは、ピースがどのように連携するかを理解することでした。とても魅力的だと思いました。

さて、私は学術的な環境で育ったことはありませんでした。研究職については何も知りませんでしたし、今のような仕事が存在することさえ知りませんでした。

しかし、学校に聞いてみると、上級生の一人が「本格的に遺伝学をやりたいなら、大学院に行って博士号を取得する必要がある」と言いました。

あなたはヨーロッパで大学院研究を行うことを選択しました。なぜそこに？

私がマドリッド自治大学を選んだのは、スペイン語を流暢に話せるようになりたかったことと、マドリード自治大学で学びたかったからです。 アントニオ・ガルシア＝ベリド, 20世紀の傑出した発生遺伝学者の一人。彼の論文を読むと、彼は開発について他の誰も考えていない方法で考えているようでした。

後でその決断について考えてみると、後から考えると、別の理由からそれが賢明な選択のように思えました。もし私が奨励された通りに米国で大学院の研究を行っていたら、大学院での進学は今よりもさらに難しくなっていただろう。米国では人種的分断の絶え間ない猛攻撃を感じます。

ガルシア＝ベリドのもとで作成したショウジョウバエの生殖細胞系の選択に関する博士論文, 発生遺伝学に大きな影響を与えました。なぜこれほどの大ヒットとなったのでしょうか？

それは、長い間仮説が立てられていたものの、これまで示されていなかったものについて、直接的な実験的証拠を提供したからです。つまり、動物全体が自然選択の影響を受け、適合度の低い個体よりもよく生き残るのと同じように、発育中の動物内の個々の生殖細胞も同じことを行う可能性があるということです。

生殖細胞は多細胞生物の特別な新しさであるため、魅力的です。成功した主要な多細胞生命体のほとんどすべては、生殖細胞で繁殖します。これらは、遺伝子がある世代から別の世代に受け継がれる方法です。これらは、細胞がくっついたり、バナナや人のような大きな多細胞集合体を形成したりする能力を提供します。

ショウジョウバエの生殖細胞が競合していることを証明したわけですね。しかし、どのような方法で？彼らの競争の性質は何でしたか？

組織内で自然発生的に生じる突然変異のため、生物内の異なる生殖細胞はわずかに異なる遺伝子を持つことがあります。これらの突然変異は、生殖細胞がどの程度うまく成長し、卵子や精子をうまく生産するかに影響を与える可能性があり、その結果、生殖細胞は自然選択に関して競争にさらされることになります。しかし、それらの同じ遺伝子の多くが体の他の部分の発達プロセスにも影響を与えていることが判明しました。したがって、生殖細胞間のこの選択プロセスは、産まれた子孫の生涯にわたる健康と体力に大きな影響を与える可能性があります。

あなたの博士論文は進化生物学に強い意味を持っていましたね。

そうなりました。生殖細胞の小さなサブセットを作るために遺伝的プログラムをどのように進化させるかを理解することは非常に重要です。

その後の私のキャリアの多くは、単一の細胞である受精卵がどのようにして数百万の細胞からなる複雑な多細胞の成体を生み出すのかを理解したいという欲求によって導かれてきました。私は、生物のさまざまな種類の細胞がどのようにして最初に生じたのかを解明しようとしています。

私が尋ねたいのは、「彼らは何をすべきかをどうやって知るのか?」ということです。彼らはこれを行うためにどのような遺伝子を使用しているのでしょうか？そして、地球上の最初の生命は単細胞であったのに、そもそも多細胞遺伝子や細胞型はどのようにして進化したのでしょうか?

生殖細胞を理解しようとしていた間、あなたの音楽への興味はどうなりましたか?

その過程で、私は科学と音楽の両方を行う方法を見つけました。マドリッドで働いている間、そしてその後英国のケンブリッジでポスドクをしていたときも、私は音声を勉強していました。さらに、週末にはオーディションに参加したり、ショーに出演したりしました。

私が博士号の取得に取り組んでいる間、およびポスドクの期間中、私の声楽の先生はスイスにいました。彼にはマドリッドに他の生徒がいて、私たちと一緒に勉強するために約6週間ごとにスペインに来ていました。時々、レッスンを受けるためにバーゼルに飛ぶこともありました。私は彼のレッスンを録音して、後で勉強しました。

もちろん、これら 26 つの利益が対立する瞬間もありました。博士号を取得した後、声楽の先生は私にフルタイムで歌うことに専念するよう勧めました。 「あなたはもうXNUMX歳ですね」と彼は言った。 「自分の声について真剣に考える時期が来ました。それは今しかないです。"

私は彼の主張を検討した。しかし、私は生物学に大きな興味を持っていました。結局のところ、両方を実現する方法を見つける必要がありました。

幸いなことに、大学院生としてもポスドクとしても、私に多くの独立性を与えてくれた非常に上級の主任研究員がいました。期待される高いレベルで仕事をしていれば、自分でスケジュールを立てることができました。

それはショーのツアー中にミバエの世話をすることができないため、ショウジョウバエの形を整えるために研究室でさらに数晩過ごすことを意味するかもしれません。あるいは、実験を中断する必要がないように、ハエをバッグに入れて持ち歩きました。

あなたは動物学者と一緒にポスドクをしました マイケル・アカム ケンブリッジで。生化学が主流の時代では、動物全体の研究は時として別の世紀への逆戻りのように見えることがあります。なぜそれを選んだのですか？

論文で得た知見を次のステップに進めたかったからです。この論文では、1 匹の動物の生殖細胞がどのように動作するかを調査しました。ケンブリッジ大学では、すべての動物の生殖細胞がどのように振る舞い、どのように進化したのかを尋ねました。そのために、私は研究室でウニ、甲殻類、イソギンチャクを研究しました。それから、何百もの異なる種の生殖細胞について出版されたほぼすべての歴史的文献を読みました。

私のキャリアを通じて、私は以前の発見に基づいて構築しようと努めてきましたが、それは時には元の専門分野から外れたり、その定義を拡張したりすることを意味します。現在、私の研究室では、遺伝子以上のことを考慮して発生の進化を理解しようとしています。

私たちは生態学と環境を研究に取り入れています。私たちはショウジョウバエを単独で研究するのではなく、ハエの中に生息する微生物やハエが餌とする植物を観察しています。この研究により、私たちは現実の環境で発達プロセスがどのように進化するかを理解したいと考えています。

ハーバード大学の研究室から得られた最も重要な発見は何だと思いますか?

まず、細胞間シグナル伝達は動物にとって珍しい方法ではないことを示します。 胚生殖細胞を生成する つまり、卵子や精子になる細胞です。 20世紀の大部分で教科書を支配していた考え方は、昆虫やその他のほとんどの動物では、卵の中の「生殖細胞質」が発生の非常に早い段階で生殖細胞の明確な系統を確立するというものだった。しかし、私たちはコオロギにおいて、周囲の組織からの信号によって体細胞が生殖細胞への変化を誘導されることを示しました。これはマウスや他の哺乳類でも起こっていることですが、これは進化の過程でめったに現れない新しいメカニズムであると考えられていました。

第二に、2020年に長らく行方不明だった親戚が発見された。 オスカー、昆虫の生殖における重要な役割で非常に有名な遺伝子は、実際には 細菌から、初期の動物からだけではありません。この遺伝子は、細菌のゲノム配列と動物のゲノム配列の融合によって進化しました。それは、先駆者たちが オスカー おそらく神経系の発達において、非常に異なる機能を持っており、その新しい目的がどのように進化したのかをさらに研究することは非常に有益である可能性があります。

第三に、生物学的構造の形状を予測した何世紀にもわたる「法則」を改ざんすることです。昆虫の卵は大きさが 8 桁も大きく、形状も大きく異なります。これまでの仮定は、すべての動物に適用されるある種の普遍的な「法則」が、細胞の形状や大きさ、および細胞で構成される構造の進化を説明できるというものだった。卵の場合、これらの法則が何であるかについては、これまでに多くの仮説があった。たとえば、卵の寸法は、それぞれの種の発育速度や成体の体の大きさの要件を反映しているというものである。

しかし、私たちは昆虫の卵の 10,000 個を超える測定値からなる比類のないデータセットを構築し、次のことを発見しました。 卵の大きさと形を最も正確に予測できるのは、それが産まれる場所でした。地面や葉の下に卵を産むesは基本的に楕円形です。水中に産まれた卵は、より小さく、より球形になる傾向があります。他の昆虫の体内に産まれる寄生虫の卵も小さいですが、非対称です。

どのようにしてケンブリッジからハーバードに仕事を移すことになったのでしょうか？

2003 年にハーバード大学からセミナーに招待されました。その後、人々はこう言いました。「進化発生生物学に助教授のポストが空いていることを知っていますか?」申請したほうがいいよ。」

ケンブリッジではとても幸せでした。私はちょうど4年分の研究資金を獲得したところだった。正直に言うと、私はハーバード大学が何を求めているのかについてかなり明確な考えを持っていましたが、それは私に似ていなかったので、その仕事に就けるとは思いませんでした。オファーを受けて驚きました。

数年以内に、あなたは終身在職権を獲得しました。実際、あなたはハーバード大学文理学部で生物学科学の終身在職権を取得した最初の黒人女性になりました。それは心地よかったですか？それとも負担のように感じましたか？

両方。聞いてください、私が「初めて」になったのは人生で初めてではありません。白人ばかりの環境で唯一の黒人女性であることは、本質的に私の職業人生の物語です。私が選んだ仕事の分野は主に白人です。私がプロとして何かをするとき、私はそれを成し遂げた最初の黒人女性になることがよくあります。それは私に対する反省ではありません。それが現場での反省です。

ハーバード大学で偏見を感じたことはありますか?

私は大量の意図的な妨害や標的を絞った差別を経験したことがありません。しかし、物事はよく起こります。用事があって玄関に行くと、通用口を使うように言われました。 「ああ、[ハーバード] コーポレーションのディナーに来ました」と私は説明します。 「そうそう、通用口は裏手ですよ」

あるいは、カンファレンスの基調講演者です。フロントに行って「誰かを待っていますか？」と聞きます。

それはとても恒常的です。 「アヒルの背中から落ちた水だ」と同じように反応すべきだということは、何も残らないことを意味します。瘢痕組織が大量に蓄積しています。他のことをするために脳のスペースが必要なので、これらすべてを保持するために脳のスペースを使うことはできません。

STEM 分野で高度な学位を取得するために勉強している黒人アメリカ人は比較的少数であることはよく知られています。彼らは人口の 14% ですが、理工系の博士課程の学生はわずか 7% にすぎません。あなたが目撃したことに基づくと、なぜこれほどの格差があるのでしょうか?

その理由の 1 つは、実験科学と理論科学の大部分が徒弟制度または門番モデルに基づいているためです。人はメンターやアドバイザーを通じてキャリアへのアクセスを獲得します。トレーナーは自分が共感するトレーニング生を選びます。ゲートキーパーが特定のグループに属している場合、そのグループを永続させます。

自分の立場を利用して、科学のキャリアに興味のある少数派の学生をサポートできますか?

私は彼らのために全力を尽くします。私は少数派の生徒が必要なときは、彼らと話すことを優先します。少数派の生徒に対しては、積極的に存在感を示し、進んで耳を傾けてくれる姿勢を示すことが重要です。

そうは言っても、私は生徒全員の前に現れます。大多数の学生にとって、私は彼らにとって初めての黒人教授であることが多いです。彼らにとって私を知ることは重要です。

あなたの人生の他の部分、つまり音楽について。あなたの音楽はあなたの科学の糧になっていますか?

私はそうは言いませんが、歌っているときは脳と体が科学から離れます。

およびその逆。どちらの追求も非常に要求が厳しく、さまざまな点で夢中になれます。活動を変えると、別のことに取り組んでいる間に、休息してエネルギーを補給し、潜在意識の中で物事を熟考する機会が私の一部に与えられます。潜在意識にあるものは、戻ったときに表面に戻ってくることがあります。

おそらく、いくつかの重複点があるのは、どちらも創造的な問題解決企業であるという現実です。アートには、伝えたいことがあります。媒体を選ぶのはあなたです。あなたはそれを完璧に表現しようと努め、実際にそれを実行します。科学では、リソースを集めて質問に答え、それを世界に伝えます。そういう意味では、両者はどこか似ています。

あなたは12月にニューヨークのリンカーンセンターでヘンデルの作品を発表するアンサンブルの一員として演奏しました。 メシア。このようなパフォーマンスに向けてどのように準備しますか？

正直に言うと、私は成功を想像しています。バックステージで入場を待っている間、私はショーの終わりと拍手を頭の中で見ています。スタンディングオベーションが起こり、最前列の人々が喜びの表情を浮かべているのを想像します。演奏中、私は自分自身を想像します。自由を感じ、音楽で満たされ、自分の体が音楽を伝える器であると感じます。

チャンスがあったのにスイスに移住してフルタイムで音楽を追求しなかったことを後悔したことはありますか?

いいえ、科学は私を素晴らしい、刺激的なキャリアへと導いてくれた選択でした。私は多細胞生命と生殖細胞の起源を理解することにほとんどの時間を費やすことができ、実際、これを行うのが私の有給の仕事なのです。これからもこれを選び続けたいと思います。すごく面白くて楽しいです。