In Cassandra ExtavourHarvard Üniversitesi'ndeki ofisi, üzerinde boyalı gökkuşağı bayrağı ve dostça bir davetiye bulunan bir pankart asıyor.

"Buraya hoş geldiniz" yazıyor.

2014 yılında Harvard'da biyolojik bilimler alanında kadro kazanan ilk siyahi kadın olan evrimsel genetikçi Extavour şöyle açıklıyor: "Buna karar verdim çünkü insanların kimliklerinizi görmesine izin vermenin önemli olduğunu düşünüyorum, özellikle de bu kimlikler iyi temsil edilmediğinde." Fen-Edebiyat Fakültesi.

Extavour'un hem profesyonel hem de kişisel olarak gerçek bir Rönesans kadını olarak nitelendirilmeye yetecek kadar çok sayıda kimliği var. Kendisi bir Howard Hughes Tıp Enstitüsü araştırmacısıdır, ama aynı zamanda Boston Landmarks Orkestrası ve Handel ve Haydn Topluluğu ile performans sergileyen, klasik eğitim almış bir sopranodur.

Extavour, öğretmenlik ve şarkı söylemenin ötesinde, dünyadaki en eski yaşamın biyokimyasını ve genetiğini araştırıyor. İlk hücrelerin nasıl geliştiğini ve sonunda çok hücreli organizmalara dönüştüğünü bilmek istiyor. Hangi hücresel mekanizmalar karmaşık yaşamı mümkün kıldı? o soruyor. Daha spesifik olarak, genetik bilgiyi ebeveynlerden yavrulara aktaran, yumurta veya sperm üreten germ hücrelerinin çok hücreli yaşamın gelişiminde ne gibi özel etkileri olabilir?

Deney ve ileri matematiği birleştiren laboratuvar çalışması, evrimsel biyologlar arasında geniş çapta ilgi gördü.

2000 yılında doktora teziExtavour, germ hücrelerinin bilgilerini gelecek nesle aktarma şansı için rekabet ettiğini gösterdi. İçinde Harvard'daki laboratuvarıDaha büyük, daha karmaşık yaşamda germ hücre dizilerinin oluşturulmasında önemli olan genlerin yaratılmasında bakterilerin rol oynadığını gösterdi. Son zamanlarda Extavour ve ekibi, böcek yumurtaları üzerinde çalışırken, hücresel şekillerdeki büyük çeşitliliği neyin tetiklediğine dair yaygın olarak kabul edilen bir varsayımı tersine çevirdi.

Extavour, Cambridge'deki ofisinden yakın zamanda Zoom ile yaptığı bir röportajda, "Dünyadaki çok hücreli yaşamın kökenlerini çok merak ediyorum" dedi. "Onu asla göremeyeceğimi biliyorum. Ama bunun hakkında çok düşünüyorum."

Kuantum sonbaharın sonlarında onunla üç ayrı röportajda konuştu. Röportajlar özetlendi ve netlik sağlamak amacıyla düzenlendi.

Araştırmanız başlangıçlara odaklandığından, sizinkiyle başlayalım. Nerede büyüdün?

Toronto, o zamanlar Annex adında bir işçi sınıfı mahallesi olan yerde. Neredeyse tamamen dünyanın her yerinden gelen göçmen aileler tarafından işgal edildi.

Büyüyünce bilim insanı olmak istediklerini her zaman bilen çocuklardan biri miydiniz?

Hayır. Müzisyen olacağımı hayal ediyordum. Ya da belki bir dansçı. 4 yaşımdan beri çelik davul çalıyordum. Çok küçük yaşta müzik okuyabiliyordum. İlkokulda üflemeli çalgılara başladım. Daha sonra ses eğitimi aldım.

Çocukluğumda çok fazla müzik vardı. Trinidadlı bir göçmen olan babam, Kanada Yayın Şirketi CBC'de teknisyen olarak aileye destek verdi. Ama aynı zamanda profesyonel bir müzisyendi. Düzenli olarak konserler verdi. Onunla birlikte performans sergiledim.

Ailede, kardeşlerimle benim, yeni bir enstrümanda ustalaşmak ya da şehirdeki en iyi liseye kabul edilmek gibi, aklımıza koyduğumuz her şeyi yapabileceğimiz duygusu vardı. Bir şeye ilgi duyduğumu belirttiğimde aldığım yanıt şuydu: "Kütüphaneye git, o konuyla ilgili her şeyi öğren ve bir plan yap."

Aileniz olağanüstü görünüyor.

Ailenin hikayesine göre biz mütevazı kökenlerden gelen ama yetenekli, güçlü ve inanılmaz derecede yaratıcı insanlardık.

Kesinlikle farklı olduğumuz, özel olduğumuz düşüncesiyle yetiştirildik ama başkaları bunu fark etmeyebilir. Anne babamız bize şunu öğretti: “Dünya sana her zaman sen olduğun için değer vermeyecek. Bunun sizi mümkün olan en iyi hayatı yaşamaktan alıkoymasına izin vermeyin.

1970'lerin Kanada'sında ırklararası bir ailede büyümek zor muydu?

Küçük yaşlardan beri birçok insanın babamın Siyah, annemin beyaz olmasından hoşlanmadığını anladım. Annemin ailesi, onun Siyah bir adamla evlenip dört Siyah çocuk sahibi olmasından heyecan duymuyordu. Bunu kabul etmeleri zaman aldı.

Geriye dönüp baktığımda ailemizin dışarıda kalmasının bana birçok yararlı araç sağladığını fark ettim. Örneğin, küçük yaşlardan beri dış dünyanın bana düşman olabileceğini biliyordum ve bu nedenle doğru geri bildirim konusunda ona güvenemedim. Bir şeyin iyi mi, kötü mü, yoksa ilginç mi olduğuna kendim karar verme konusunda pek çok erken pratik yaptım. Deneyler tasarlarken bu çok büyük bir değerdir.

Performansa olan ilginiz göz önüne alındığında, genetiğe olan ilginiz hayatınıza nasıl girdi?

Tamamen kazara. Toronto Üniversitesi'ndeki üniversitedeki ilk yılımda, kendimi hızla bir ana dal seçmem gereken bir durumda buldum. O sırada koro halinde şarkı söylüyordum ve yanımda oturan komşuya onunkinin ne olduğunu sordum. "Genetik" dedi. Tamamen rastgele bir karardı.

Ama şanslı biri mi?

Evet. Çünkü genetik bölümlerinin biyokimya alması gerekiyordu. Daha önce biyoloji dersleri almıştım, ancak bunların - en azından öğretilme şeklinin - birbiriyle bağlantısız, ezberlenmesi gereken şeyler listesi olduğunu gördüm.

Öte yandan biyokimya heyecan verici bir mantık bilmecesiydi. Bütün bu farklı parçalar (proteinler, mitokondri, genler) vardı ve hepsi bir şeyler yapabilecek bir hücre oluşturmak için birlikte çalışıyordu. Oyunun amacı parçaların birlikte nasıl çalıştığını çözmekti. Bunu tamamen ilgi çekici buldum.

Aslında akademik bir ortamda büyümemiştim. Araştırma kariyerleri hakkında ya da bugün sahip olduğum işin var olduğu hakkında hiçbir şey bilmiyordum.

Ama okulu araştırdım ve büyük öğrencilerden biri bana şöyle dedi: "Eğer ciddi bir genetik eğitimi almak istiyorsanız, yüksek lisansa gitmeniz ve doktora yapmanız gerekecek."

Yüksek lisans eğitiminizi Avrupa'da yapmayı seçtiniz. Neden orada?

Madrid Özerk Üniversitesi'ni seçtim çünkü İspanyolcayı akıcı bir şekilde konuşmak istiyordum ve Antonio García-Bellido20. yüzyılın önde gelen gelişimsel genetikçilerinden biri. Makalelerini okuduğumda, kalkınma hakkında kimsenin düşünmediği bir şekilde düşünüyor gibiydi.

Daha sonra bu kararı düşündüğümde, geriye dönüp baktığımda, başka bir nedenden dolayı akıllıca bir seçim gibi görünüyordu. Eğer lisansüstü çalışmamı Amerika Birleşik Devletleri'nde yapmış olsaydım ki bunu yapmaya teşvik edilmiştim, bu durum yüksek lisans eğitimimi şu ana kadar olduğundan daha zor hale getirecekti. ABD'de ırksal bölünmenin sürekli saldırısını hissediyorsunuz.

Meyve sineğinin germ hattındaki seçilim hakkında García-Bellido danışmanlığında hazırladığınız doktora tezi, Gelişim genetiği üzerinde büyük etkisi oldu. Neden bu kadar gişe rekorları kıran bir filmdi?

Çünkü uzun süredir hipotez olarak öne sürülen ancak daha önce gösterilmeyen bir şeye doğrudan deneysel kanıt sağladım. Yani, nasıl ki bütün hayvanlar doğal seçilime tabi olabiliyorsa, uyum sağlayanlar daha az uyum gösterenlere göre daha iyi hayatta kalır, gelişmekte olan bir hayvandaki bireysel germ hücreleri de aynı şeyi yapabilir.

Germ hücreleri büyüleyicidir çünkü çok hücreli organizmaların özel bir yeniliğidirler. Hemen hemen her büyük başarılı çok hücreli yaşam formu germ hücreleriyle çoğalır. Genlerin bir nesilden diğerine nasıl aktarıldığı bunlardır. Hücrelerin birbirine yapışmasını veya bir muz ya da insan gibi büyük, çok hücreli bir küme oluşturmasını sağlayan şeyler bunlardır.

Yani meyve sineklerindeki tohum hücrelerinin rekabet halinde olduğunu kanıtladınız. Ama ne şekilde? Rekabetlerinin doğası neydi?

Dokularda kendiliğinden ortaya çıkan mutasyonlar nedeniyle, bir organizmadaki farklı germ hücreleri biraz farklı genlere sahip olabilir. Bu mutasyonlar, germ hücrelerinin ne kadar iyi büyüdüğünü ve başarılı yumurta veya sperm ürettiğini etkileyebilir ve bu da onları doğal seçilim açısından rekabete sokar. Ancak aynı genlerin çoğunun vücudun geri kalanındaki gelişim süreçlerini de etkilediği ortaya çıktı. Dolayısıyla germ hücreleri arasındaki bu seçim sürecinin, üretilen yavruların yaşamları boyunca sağlık ve zindeliği üzerinde önemli etkileri olabilir.

Tezinizin evrimsel biyoloji açısından güçlü çıkarımları vardı, değil mi?

O yaptı. Üreme hücrelerinin küçük bir alt kümesini oluşturmak için bir genetik programı nasıl geliştirdiğinizi anlamak gerçekten önemlidir.

Bundan sonraki kariyerimin büyük bir kısmı, tek bir hücrenin, yani döllenmiş yumurtanın, milyonlarca hücreden oluşan karmaşık, çok hücreli bir yetişkini nasıl yarattığını anlamak isteğiyle şekillendi. Organizmalardaki farklı hücre türlerinin ilk olarak nasıl ortaya çıktığını çözmeye çalışıyorum.

Sorduğum sorular arasında şunlar var: Ne yapacaklarını nasıl biliyorlar? Bunu yapmak için hangi genleri kullanıyorlar? Peki dünyadaki ilk yaşam tek hücreli olduğuna göre, çok hücreli genler ve hücre tipleri ilk olarak nasıl evrimleşti?

Germ hücrelerini anlamaya çalışırken müzik ilginiz neler oldu?

Yol boyunca hem bilim hem de müzik yapmanın yollarını buldum. Madrid'de çalışırken ve daha sonra Birleşik Krallık'ta Cambridge'de doktora sonrası çalışma yaptığımda hâlâ ses üzerine çalışıyordum. Ayrıca hafta sonları seçmelere katıldım ve gösterilerde sahne aldım.

Doktoram sırasında ve doktora sonrası çalışmalarım sırasında ses öğretmenim İsviçre'deydi. Madrid'de başka öğrencileri de vardı ve yaklaşık altı haftada bir bizimle çalışmak için İspanya'ya gelirdi. Bazen dersler için Basel'e uçardım. Derslerini kaydedip daha sonra çalışırdım.

Elbette bu iki ilginin çatıştığı anlar da oldu. Doktoramı bitirdikten sonra ses öğretmenim kendimi tüm zamanımı şarkı söylemeye ayırmam konusunda ısrar etti. "Artık 26 yaşındasın" dedi. “Sesiniz konusunda ciddileşmenin zamanı geldi. Ya şimdi ya da asla."

Onun iddiasını değerlendirdim. Ama biyolojiye karşı büyük bir ilgim vardı. Günün sonunda ikisini de yapmanın bir yolunu bulmam gerekiyordu.

Neyse ki hem yüksek lisans öğrencisi hem de doktora sonrası araştırmacı olarak bana oldukça fazla bağımsızlık veren çok kıdemli baş araştırmacılarım vardı. İşi beklenen düzeyde yaptığım sürece kendi programımı yapabiliyordum.

Bu, meyve sineklerini şekillendirmek için laboratuarda fazladan birkaç gece daha harcamak anlamına gelebilir çünkü bir gösteri turu sırasında onlarla ilgilenemeyeceğim. Ya da bir deneyi durdurmak zorunda kalmamak için sinekleri çantamda taşıyorum.

Doktora sonrası çalışmalarını zoologla yaptın Michael Akam Cambridge'de. Biyokimyanın hakim olduğu bir çağda, hayvanların bütünüyle incelenmesi bazen başka bir yüzyıla geri dönüş gibi görünebilir. Neden onu seçtin?

Çünkü tezimdeki bulguları bir sonraki adıma taşımak istedim. Tez, germ hücrelerinin bir hayvanda nasıl davrandığını inceledi. Cambridge'de germ hücrelerinin tüm hayvanlarda nasıl davrandığını ve nasıl evrimleştiklerini sordum. Bunun için laboratuvarda deniz kestaneleri, kabuklular ve deniz anemonları üzerinde çalıştım. Sonra tarihi literatürü okudum, yüzlerce farklı türün üreme hücreleriyle ilgili yayınlanmış hemen hemen her şeyi.

Kariyerim boyunca önceki bulguların üzerine inşa etmeye çalıştım ve bu bazen orijinal disiplinin dışına çıkmak veya tanımlarını genişletmek anlamına geliyor. Şu anda laboratuvarımda genlerden daha fazlasını dikkate alarak gelişimin evrimini anlamaya çalışıyoruz.

Çalışmalarımıza ekoloji ve çevreyi dahil ediyoruz. Meyve sineklerini tek başına incelemek yerine, sineklerin içinde yaşayan mikroplara ve sineklerin beslendiği bitkilere bakıyoruz. Bu çalışmayla gelişimsel süreçlerin gerçek yaşam ortamlarında nasıl gelişebileceğini anlamayı umuyoruz.

Harvard laboratuvarınızdan elde edilecek en önemli bulgular nelerdir?

Birincisi, hücre-hücre sinyallemesinin hayvanlar için olağandışı bir yol olmadığını göstermek. embriyonik germ hücreleri oluşturmak - yani yumurta ve sperm haline gelecek hücreler. 20. yüzyılın büyük bölümünde ders kitaplarına hakim olan fikir, böceklerde ve diğer hayvanların çoğunda, yumurtadaki bir "tohum plazmasının", gelişimin çok erken dönemlerinde farklı bir germ hücresi soyunu oluşturduğuydu. Ancak cırcır böceğinde vücut hücrelerinin, çevredeki dokulardan gelen sinyallerle üreme hücrelerine dönüşmeye teşvik edildiğini gösterdik. Farelerde ve diğer memelilerde de olan şey budur, ancak bunun evrimde nadiren ortaya çıkan yeni bir mekanizma olduğu düşünülüyordu.

İkincisi, 2020'de uzun süredir kayıp olan akrabalarının oskarBöcek üremesindeki temel rolüyle ünlü bir gen olan gen aslında bakterilerden, sadece daha önceki hayvanlardan değil. Bu gen, bakteriyel genom dizilerinin hayvan genom dizileriyle füzyonuyla gelişti. Bu, öncülerin oskar Muhtemelen sinir sisteminin gelişiminde çok farklı işlevlere sahipti ve yeni amacını nasıl geliştirdiğine dair daha fazla araştırma oldukça bilgilendirici olabilir.

Üçüncüsü, biyolojik yapıların şekillerini öngören asırlık “yasaları” tahrif etmek. Böcek yumurtaları, sekiz kat büyüklükte ve son derece farklı şekillerde, muazzam farklılıklar gösterir. Önceki varsayımlar, tüm hayvanlara uygulanan bir tür evrensel "yasanın" hücrelerin şekil ve boyutlarının ve hücrelerden oluşan yapıların evrimini açıklayabileceği yönündeydi. Yumurtalar söz konusu olduğunda, bu yasaların ne olduğuna dair daha önce birçok hipotez vardı; örneğin yumurtaların boyutlarının, her tür için gelişim hızının veya yetişkin vücut boyutunun gereksinimlerini yansıttığı da dahil.

Ancak böcek yumurtalarının 10,000'den fazla ölçümünden oluşan benzersiz bir veri seti oluşturduk ve şunu bulduk: Bir yumurtanın büyüklüğünü ve şeklini en iyi tahmin eden şey, onun bırakılacağı yerdi. Yere veya yaprak altına bırakılan yumurtalarTemel olarak eliptiktirler. Suya bırakılan yumurtalar daha küçük ve daha küresel olma eğilimindedir. Diğer böceklerin içine bırakılan parazitoid yumurtaları da küçük fakat asimetriktir.

İşinizi Cambridge'den Harvard'a taşımaya nasıl karar verdiniz?

2003 yılında Harvard beni bir seminer vermeye davet etti. Daha sonra insanlar şöyle dediler: “Evrimsel gelişim biyolojisi alanında yardımcı doçentlik kadrosunun açıldığını biliyor musunuz? Başvuruda bulunmalısınız."

Cambridge'de son derece mutluydum. Araştırma için dört yıllık fonu yeni almıştım. Açıkçası işi alacağımı düşünmüyordum çünkü Harvard'ın ne aradığına dair oldukça net bir fikrim vardı ve bu bana benzemiyordu. Teklif aldığımda şaşırdım.

Birkaç yıl içinde kadroyu kazandınız. Aslında, Harvard Fen ve Edebiyat Fakültesi'nde biyolojik bilimler alanında kadrolu olarak görev alan ilk Siyah kadın oldunuz. Bu iyi hissettirdi mi, yoksa yük gibi mi geldi?

İkisi birden. Dinleyin, bu hayatımda "ilk" olduğum ilk sefer değildi. Tamamen beyazlardan oluşan bir çevredeki tek Siyah kadın olmak, esasen profesyonel hayatımın hikayesidir. Seçtiğim çalışma alanı ağırlıklı olarak beyaz. Çoğu zaman, ne zaman profesyonel olarak bir şey yapsam, bunu yapan ilk Siyah kadın oluyorum. Bu bana yansıyan bir şey değil. Bu sahaya yansıyan bir durum.

Harvard'da herhangi bir önyargıyla karşılaştınız mı?

Çok büyük miktarda kasıtlı engelleme veya hedefli ayrımcılık yaşamadım. Ama çoğu zaman böyle şeyler olur. Bir şey için kapıya geleceğim ve bana servis girişini kullanmam söylendi. "Ah, [Harvard] Corporation'ın yemeği için buradayım," diye açıklıyorum. "Ah evet, servis girişi arka tarafta."

Veya bir konferansın açılış konuşmacısıyım. Resepsiyona gideceğim ve "Birini mi bekliyorsun?" diye duyacağım.

Bu çok sabit. “Ördeğin sırtındaki su” gibi tepki vermemiz gerektiğini söylemek, geride hiçbir kalıntı kalmadığını ima ediyor. Büyük bir yara dokusu birikimi var. Bunların her birini tutmak için beyin alanımı kullanamıyorum çünkü başka şeyler yapmak için beyin alanıma ihtiyacım var.

Nispeten az sayıda Siyah Amerikalının STEM disiplinlerinde ileri dereceler için eğitim aldığı iyi bilinmektedir. Bunlar nüfusun %14'ünü oluştururken bilim ve mühendislik alanında doktora öğrencilerinin yalnızca %7'sini oluşturuyorlar. Tanık olduklarınıza göre neden bu kadar eşitsizlik var?

Bunun bir nedeni, deneysel ve teorik bilimlerin çoğunlukla çıraklık veya bekçilik modeli üzerine kurulmuş olmasıdır. Kişi bir mentor veya danışman aracılığıyla bir kariyere erişim kazanır. Eğitmenler kendilerini özdeşleştirdikleri kursiyerleri seçerler. Eğer bekçiler belli bir gruba aitse o grubu devam ettirirler.

Pozisyonunuzu bilim kariyerine ilgi duyan azınlık öğrencileri desteklemek için kullanabiliyor musunuz?

Onlara görünmek için elimden geleni yapıyorum. İhtiyaç duyduklarında azınlıkta kalan öğrencilerle konuşmaya öncelik veriyorum. Azınlıklandırılmış öğrenciler için olumlu bir varlık ve istekli bir kulak sağlamak önemlidir.

Bununla birlikte, tüm öğrencilerimin önünde duruyorum. Çoğunluktaki öğrenciler için genellikle sahip oldukları ilk Siyah profesör benim. Beni tanımaları önemli.

Hayatınızın diğer kısmı hakkında: müzik. Müziğiniz biliminizi besliyor mu?

Bunu söyleyemem ama şarkı söylediğimde beynim ve vücudum bilimden biraz uzaklaşıyor.

Ve tam tersi. Her iki uğraş da son derece zorlu ve farklı yönlerden ilgi çekicidir. Faaliyetleri değiştirmek, bir yanıma dinlenme, yakıt ikmali yapma ve başka bir şeyle meşgulken bilinçaltındaki şeyler üzerinde düşünme şansı veriyor. Geri döndüğümde bilinçaltı şeyler tekrar yüzeye çıkabilir.

Belki de bazı örtüşmelerin olduğu nokta, her ikisinin de yaratıcı problem çözme girişimleri olduğu gerçeğidir. Sanatta iletişim kuracak bir şeyiniz var. Ortamı siz seçiyorsunuz. İfadenizi mükemmelleştirmeye çalışırsınız ve dışarı çıkıp bunu yaparsınız. Bilimde kaynaklarınızı toplar, bir soruyu yanıtlar ve bunu dünyaya duyurursunuz. Bu bakımdan biraz benzerler.

Aralık ayında New York'taki Lincoln Center'da Handel'in eserlerini sunan bir topluluğun parçası olarak sahne aldınız. Mesih. Böyle bir performansa nasıl hazırlanıyorsunuz?

Dürüst olmak gerekirse başarıyı hayal ediyorum. Kuliste girişimizi beklerken, aklımda gösterinin sonunu ve alkışları görüyorum. Ayakta alkışlandığımı, ön sıradaki insanları yüzlerinde mutluluk ifadeleriyle gördüğümü hayal ediyorum. Performans sırasında kendimi hayal ediyorum: kendimi özgür hissediyorum, müzikle dolu hissediyorum, bedenimin müziğin iletilmesi için bir araç olduğunu hissediyorum.

Fırsatınız varken İsviçre'ye taşınıp tam zamanlı müzikle ilgilenmediğiniz için hiç pişmanlık duydunuz mu?

Hayır. Bilim, beni şaşırtıcı ve heyecan verici bir kariyere yönlendiren bir seçimdi: Zamanımın çoğunu çok hücreli yaşamın ve germ hücrelerinin kökenlerini anlamaya çalışarak geçiriyorum ve bunu yapmak aslında benim ücretli işim! Bunu seçmeye devam etmek istiyorum. Çok ilginç ve eğlenceli.