211service.com
Mäter upp
Nancy Hopkins, som nekades mer labbutrymme för sin banbrytande forskning, slog ut sitt måttband. Det hon fann utlöste en rörelse för att ta itu med könsfördomar inom vetenskapen. 16 augusti 2017
Leonard Greco
1963 satte sig Nancy Hopkins i en föreläsningssal på Harvard i en timme som skulle förändra hennes livs gång. Föreläsningen handlade om genetik, och talaren var ingen mindre än James Watson, den karismatiske medupptäckaren av DNA:s struktur. Under den timmen talade Watson om molekylen och dess genetiska kod, som fortfarande höll på att nystas upp.
Hopkins, då junior vid Radcliffe College, bestämde sig för en karriärväg. Jag försökte fly mitt öde, som var att gifta mig och skaffa barn när man var 30, säger hon. Det var också en tid i hennes liv då hon letade efter mening. Watson levererade den. Han kunde förmedla att verkligen allt biologiskt var produkten på ett eller annat sätt av den här ena molekylen och dess speciella nukleotidsekvens, säger hon. Det var ett gigantiskt pussel; all biologi fanns på något sätt därinne. DNA och den nya vetenskapen om molekylärbiologi kan till och med komma till roten av svåra frågor om mänskligt beteende eller lösa ett problem som cancer.
Mer än 50 år senare avslutar Hopkins, Amgen Professor of Biology emerita vid MIT, en extraordinär karriär där hon gjorde viktiga bidrag till molekylärbiologin och hjälpte till att katalogisera generna som krävs för att ett befruktat ägg ska utvecklas till högre organismer. Längs vägen tog hon en modig ställning mot könsfördomar inom akademisk vetenskap vid MIT och därefter. Hopkins startade inte bara en undersökning som växte till den landmärke 1999 års rapport om kvinnors status vid MIT, utan hon ägnade tid åt att se till att den fick resultat. Med sitt mod och sin passion är hon verkligen ett exempel på hur man kan vara aktivist, säger Sangeeta Bhatia, chef för Laboratory for Multiscale Regenerative Technologies vid MIT och en del av en generation av MIT-kvinnor som Hopkins har inspirerat. Jag skulle förmodligen inte vara här om det inte vore för de förändringar hon hade genomfört.
Hennes beslutsamhet är insvept i charm och gott humör. Hopkins, som officiellt gick i pension 2014 men fortfarande har ett kontor vid Koch Institute for Integrative Cancer Research, fortsätter att hjälpa yngre kollegor att ta itu med de kvarstående hindren för jämställdhet mellan könen. Hon har också ägnat de senaste åren åt en annan sak: att uppmana cancerbiologer att fokusera på att förebygga sjukdomar.
23 Fisk
Efter Watsons ödesdigra föreläsning bestämde sig Hopkins för att studera molekylärbiologi och gick med i sitt labb vid Harvard. Watson uppmuntrade henne att göra en karriär inom området, som då hade få kvinnor. Hon arbetade som tekniker för Harvard-biologen Mark Ptashne när han försökte använda ett enkelt virus som heter bakteriofag lambda för att isolera ett protein som kallas en repressor, som hämmar genuttryck. Hopkins och Ptashne lyckades isolera proteinet, ett stort framsteg inom molekylärbiologin. Tekniker var dock inte namngivna på papper vid den tiden, så hennes bidrag krediterades inte.
Så småningom avslutade Hopkins sin doktorsexamen vid Harvard, tillbringade två år med att arbeta med Watson som postdoktor vid Cold Spring Harbor Laboratory, och 1973 rekryterades hon för att leda sitt eget labb vid MIT:s nybildade Center for Cancer Research. Hon tillbringade de kommande 15 åren eller så med att reda ut biologin hos tumörorsakande virus. Även om hon gjorde några viktiga upptäckter, kämpade Hopkins för erkännande och stöd. När jag väl var ensam hade jag det svårt, säger hon. Hon trodde att problemet kunde vara att arbeta på cancer, som var nära anpassat till det mansdominerade medicinområdet.
Hon ville ha en förändring och vände sig till ett område där kvinnor lyckades: utvecklingsbiologi. En framstående tysk forskare, Christiane Nüsslein-Volhard, hade avslöjat ett stort antal gener involverade i fruktflugans utveckling, för vilka hon så småningom skulle vinna Nobelpriset. Under ett sabbatsår i Tyskland 1989, när Nüsslein-Volhards labb gick över till att studera zebrafisk, trodde Hopkins att det kunde vara möjligt att använda den lilla randiga fisken för att studera ett av hennes långvariga intressen, generna bakom beteendet.
Hon såg snabbt att forskningen om zebrafisk inte var tillräckligt avancerad för att stödja det målet. Men Hopkins fann fisken fascinerande. På några timmar såg hon äggen dela sig och cellerna växa till kroppar med huvuden. Nästa morgon vickade svansarna. Det hela var genomskinligt och klart som dagen. Det börjar med detta befruktade ägg och nästa dag är det en fisk; Jag menar, det är hisnande vackert, säger hon. Och fisken hade en ryggrad; fram till dess hade de flesta storskaliga studier av gener och utveckling gjorts hos ryggradslösa djur.
Du skulle göra experiment och publicera dem, och det var som om du var osynlig, ditt arbete var osynligt, det du sa var osynligt.
Hopkins såg en möjlighet att svara på en stor fråga: vilka gener är nödvändiga för att konstruera ett ryggradsdjurs embryo från ett enda befruktat ägg? Nüsslein-Volhard och andra hade drivit liknande projekt i ryggradslösa djur med en metod som kallas framåt genetisk screening, som kan hjälpa till att avslöja genfunktioner som forskare annars inte skulle hitta. Tanken är att slumpmässigt införa mutationer i DNA hos tusentals organismer, screena för muterade organismer med en viss egenskap (som att inte utvecklas ordentligt) och sedan kartlägga generna som påverkas i dessa mutanter. Hopkins ville identifiera en katalog av gener utan vilka en organism inte kan utvecklas.
Att ta detta tillvägagångssätt med fisk skulle kräva nya verktyg. Hopkins återvände till MIT med ett mål och 23 fiskar i en tank, men att flytta fokus för hennes karriär i slutet av 40-talet var ingen lätt bedrift. Med ett projekt som var för riskabelt för traditionell anslagsfinansiering, började hon med $30 000 per år från en vän, följt av små anslag från National Science Foundation. Sedan ansökte hon om medel som tilldelats MIT från läkemedelsföretaget Amgen och fick 8 miljoner dollar för att utveckla en genetisk screening.
Andra labb använde kemikalier för att slumpmässigt mutera zebrafisk-DNA. Hopkins skapade mutationer genom att infoga nytt DNA i genomet. Den genetiska sekvensen av det insatta DNA:t fungerade också som en flagga som signalerade dess position, vilket gjorde det mycket lättare att veta vilken gen som var påverkad. Som tur var gjorde Hopkins tidigare arbete med cancervirus arbetet möjligt; hennes labb kunde använda en liknande typ av virus – en gjord av RNA, kallad retrovirus – för att slumpmässigt störa zebrafisk-DNA.
Att få de första mutanterna var spännande; Hopkins har fortfarande champagneflaskorna som hon slog ut. Men målet var att skala upp projektet, vilket innebar att föda upp tiotusentals muterade fiskar för att isolera några hundra av generna som var involverade i utvecklingen. Hopkins behövde hitta labbmedlemmar som var villiga att engagera sig i en långsam och tidskrävande process. Utdelningen skulle komma i slutet, när de kunde dela upp mutanter av intresse och starta sina egna labb för att använda verktyget de hade skapat.
Hon var så entusiastisk när jag träffade henne, säger Shuo Lin, nu forskare vid University of California i Los Angeles, som kom till projektet som Hopkins första postdoc och hjälpte till att utveckla retrovirustekniken. Lin hade aldrig arbetat med zebrafisk tidigare och erkänner att han inte visste vad han gav sig in på. Jag bara gillade henne, om jag ska vara ärlig, säger han. Adam Amsterdam, som kom som student och stannade som postdoc och sedan forskare, var också kritisk för att få projektet att fungera. Labbchefen Sarah Farrington spårade noggrant varenda fisk. Labbet hade veckomål: Hopkins registrerade flitigt sina framsteg på en anslagstavla och insisterade på att resultaten skulle kontrolleras igen. Det var ett hårt slag i några år, säger Amsterdam. Istället för att låta dem stanna för att utforska intressanta gener när de kom upp, höll Hopkins labbet fokuserat på helheten.
Hopkins Lab satte sig för att hitta de gener som är nödvändiga för utveckling av zebrafiskar och identifierade till slut mer än 300 gener. Deras arbete gjorde zebrafisken till ett nyckelverktyg för cancerforskning.
År 2004 hade labbet identifierat 315 gener för zebrafisk, cirka 25 procent av de som behövs för djurets utveckling, och Hopkins valdes in i National Academy of Sciences. Generering av mutanter av zebrafisk - de skulle i slutändan identifiera mer än 500 - gav andra observationer, inklusive en uppsättning gener relaterade till cystisk njursjukdom som Zhaoxia Sun, som nu är på Yale, upptäckte som postdok. Vissa mutanter utvecklade tumörer. 2002 inledde Hopkins ett långsiktigt samarbete med Jacqueline Lees labb, professor i cancerforskning vid MIT, för att studera tumörorsakande – och tumörundertryckande – gener hos zebrafisk.
Hennes arbete slungade verkligen zebrafiskmodellen framåt som ett toppverktyg för att upptäcka gener som reglerar utveckling och cancer, säger David Langenau, forskare vid Harvard Medical School. Hopkins labb blev ett förråd av muterade fiskar som var fritt tillgängliga för forskare från hela världen som kom för att studera dem eller fick embryon skickade till sina egna labb. Så småningom frös labbet spermier från hela samlingen för eftervärlden.
Kämpar mot osynlighet
Tidigt i sin karriär trodde Hopkins att hon visste varför så få kvinnor valde att gå in i vetenskapen: eftersom att driva ett labb var tidskrävande och svårt att kombinera med moderskap. (Hon hade själv tagit det svåra beslutet att avstå från att ha barn för att fokusera på vetenskapen.) Men hon insåg att detta inte var hela historien. Medan vissa forskarkollegor stöttade fanns det en slags osynlighet, säger hon. Du skulle göra experiment och publicera dem, och det var som om du var osynlig, ditt arbete var osynligt, det du sa var osynligt.
Inledningsvis anklagade hon sig själv för att inte vara tillräckligt aggressiv. Sedan märkte hon att andra kvinnors upptäckter samordnades av män, som vann de resulterande utmärkelserna och ledarpositionerna. Hon hade hoppats att det skulle hjälpa att lämna cancerområdet, men i början av 1990-talet var Hopkins tvungen att kämpa för att få 200 kvadratmeter mer labbutrymme för sin zebrafisk, trots att hon var en senior vetenskapsman. Det var då hon fann sig själv bli en korsfarare mot ojämlikhet mellan könen. Hon tog ett måttband och jämförde storleken på hennes labb med de manliga kollegornas. Hon fann att hon hade mindre utrymme (1 500 kvadratfot) än genomsnittet för manliga juniorprofessorer (2 000 kvadratfot) och mycket mindre än andra professorer som var manliga (3 000 till 6 000 kvadratfot). Ungefär samtidigt hade hon tagits bort från att undervisa i en klass som hon hade ägnat flera år åt att utveckla – MIT:s första biologikurs – när hennes manliga kollega tog över den. Jag bestämde mig för att jag skulle gräva i hälarna och slå tillbaka, säger hon.
1994, under lunch vid ett hörnbord på Kendall Square Rebecca's, visade Hopkins biologiprofessorn Mary-Lou Pardue ett brev som hon hade skrivit till MIT-presidenten Charles Vest om den diskriminering hon hade observerat. Pardue ville genast skriva på det också. De upprättade en lista över andra anställda kvinnor i Science School att prata med först (det fanns bara 15, tillsammans med 202 män). Vi var liksom utspridda, säger institutprofessor Sallie (Penny) Chisholm, som hade en gemensam anställning på Högskolan för teknik och naturvetenskap. När de väl började prata förenades nästan alla i ett försök att dokumentera och ta itu med långvariga orättvisor. Nancys roll var att leda och hålla ihop gruppen, säger Chisholm. Det finns ingen tvekan om att utan henne hade det inte hänt.
En kommitté ledd av Hopkins producerade en intern rapport 1996; hon arbetade också på den banbrytande rapporten om kvinnor i vetenskapen 1999, som Lotte Bailyn drev att offentliggöra. Dessa rapporter redogjorde för hur kvinnor blev alltmer uteslutna när de försökte ta sig upp på karriärstegen. Vest omfamnade resultaten, och rapporterna och efterföljande institutomfattande uppföljningar ledde till förändringar vid MIT och universitet runt om i landet.
MIT började arbeta för att rekrytera fler kvinnor till fakulteten, utse fler kvinnor till kommittéer och ledarroller på institutioner och administration, ta bort stigmat kring att ta familjeledighet och erbjuda dagvård och andra tjänster för föräldrar. Och när Vest avgick som president 2004, efterträddes han av biologen Susan Hockfield, den första kvinnan – och första livsforskaren – som ledde institutet. Dessa förändringar skedde inte mycket tack vare Hopkins ihärdighet. Det finns en hel generation kvinnor, inklusive jag själv, som tittar på henne och säger: 'Okej, det är så du gör', säger Sangeeta Bhatia.
Hopkins säger att MIT-rapporten ändrade den nationella konversationen om kön eftersom den hade stöd från MIT:s ledare, som inte bara var villiga att erkänna sin partiskhet utan att förvandla ord till handling. De ändrade politiken; de byggde daghem på campus, vilket var ofattbart. Att få barn blev normalt, att ha familjeledighet blev normalt, säger hon. Det var monumentala genombrott. Att sätta kvinnor i administrationen, inse att du verkligen behövde dem för att vara i kraftfulla positioner, var avgörande. Dessa saker förändrade verkligen allt.
När du arbetar med något, som MIT gjorde, förändras saker och ting. När du inte gör det händer ingenting, säger Hopkins. Tiden ensam förändrar ingenting; människor förändrar saker.
Men även om Hopkins skulle ha velat att den här rörelsen skulle ställa allt till rätta för kvinnor, erkänner hon att det inte har gjort det. En uppföljningsrapport från 2011 för Schools of Science and Engineering fann att MIT hade blivit en mer stödjande plats för kvinnor, men att det fortfarande fanns problem med anställning, befordran och barnomsorg. Idag är 20 procent av MIT:s fastanställda fakultetsmedlemmar kvinnor. De 34 i School of Science står för 17 procent av skolans anställda fakultet – en ökning från 7 procent 1994 – men alla sju forskare som beviljades tjänstgöring i School of Science den 1 juli är män. Inom vissa fält (som matematik) tar färre kvinnor doktorsexamen; i andra (som biologi) är kvinnor väl representerade som studenter men deras antal faller på fakultetsnivå. Ett problem, identifierat i en 2014 PNAS studie av Jason Sheltzer och Joan Smith, kan vara en brist på kvinnor som anställs som postdoktorer vid elitlaboratorier. MIT anställer kvinnor [fakulteten] i samma takt som sökandepoolen. Om de inte ansöker måste vi göra något fel, säger hon. Vad är det?
När hennes begäran att lägga till 200 kvadratfot till sitt labb avslogs använde Nancy Hopkins detta måttband för att upptäcka att andra professorer som var män hade labb som var två till fyra gånger större än hennes. MIT museum
En annan oro är att de vinster som kvinnor har gjort i akademin inte återspeglas i vetenskapliga rådgivande styrelser, riskkapitalfinansiering och verkställande ledarskap inom bioteknik. När du arbetar med något, som MIT gjorde, förändras saker, säger Hopkins. När du inte gör det händer ingenting. Detta var den stora läxan vi alla lärde oss. Tiden ensam förändrar ingenting; människor förändrar saker.
Hopkins skapade rubriker igen 2005 när hon gick ut från en akademisk konferens efter att ekonomen Lawrence Summers, dåvarande presidenten för Harvard, frågade om medfödda skillnader mellan män och kvinnor orsakade bristen på kvinnor inom vetenskap och teknik. Kommentarer som dessa, menar hon, ignorerar de väldokumenterade effekterna av partiskhet. En sak hon lärde sig av att studera genus på campus är att kvinnor på fakulteten måste vara perfekta, säger hon. Om de gjorde ett fel var de ute. Dessutom insåg hon att arbete av en kvinna skulle uppfattas annorlunda än identiskt arbete av en man. Att erkänna att det var djupt smärtsamt. Du måste inse verkligheten att det verkligen är så dina kollegor ser dig. De tycker inte att du är särskilt bra; det är den underliggande fasan för denna könsfördom, säger hon. Varje dag trodde du att du interagerade på samma nivå, men det var du inte.
Att inse rollen av kognitiva fördomar hjälpte Hopkins att förstå vilka typer av steg som behövs för att göra arbetsplatser rättvisa. Vi vet ännu inte hur vi ska göra människor mindre partiska, anser hon, så det är viktigt att kontinuerligt mäta effekterna – som ojämlik representation och löner – och skapa policyer för att rätta till dem. För det ändamålet har hon arbetat med Bhatia för att spåra könsobalanser i entreprenörskap bland MIT-alumner och fakulteter. Bhatia hoppas att uppgifterna kan stimulera ytterligare förändringar i de steg som universiteten tar för att hjälpa medlemmar i samhället att få större inverkan.
Att tänka om kriget mot cancer
Även efter pensioneringen har Hopkins fortfarande sin hand i flera projekt. Noterbart är att hon har återvänt till cancerfältet från en ny vinkel. Vid en konferens för några år sedan sa en epidemiolog att upp till 70 procent av cancerdödsfall världen över går att förebygga. Statistiken citeras ofta inom folkhälsan, men det var en nyhet för henne - och skulle vara, misstänkte hon, för många molekylärbiologer.
Hopkins, som själv framgångsrikt behandlades för bröstcancer, visste att vissa cancerformer orsakades av beteenden som rökning. Men statistiken tvingade henne att se problemet annorlunda. Om cancerprevention kunde ha så dramatiska resultat, varför var fältet så speciellt fokuserat på att utveckla läkemedel?
Vid varje tur har botemedel mot de flesta cancerformer varit svårfångade. När Hopkins lämnade fältet i slutet av 1980-talet var forskarna optimistiska om den framväxande vetenskapen om onkogener (mänskliga gener som, när de muterades, leder till cancer). På senare tid har läkemedel utvecklats för att rikta in sig på specifika genetiska mutationer. De har varit till hjälp vid vissa cancerformer, men cancergenom, visar det sig, är proppfulla av mutationer och utvecklar snabbt nya. Spänningen går nu över till cancerimmunterapi; men återigen, de mest lovande resultaten är begränsade till ett fåtal cancerformer.
Hopkins ifrågasätter inte värdet av denna forskning, men hon tror att förebyggande är lika viktigt. Under 2012 och 2013 tillbringade hon flera månader på ett sabbatsår vid epidemiologiska avdelningen vid University of Texas M.D. Anderson Cancer Center för att lära sig om effekterna av antirökkampanjer, screeningtester och andra folkhälsoåtgärder. Hon samarbetade med Koch-institutets chef Tyler Jacks och Edward Scolnick, en kärnutredare vid Broad Institute och professor i praktiken i biologi, för att organisera Kochs första symposium om tidig upptäckt och förebyggande av cancer 2016.
Jag tror att hon är helt på rätt väg, säger Scolnick. Även om han anser att forskning om cancergenetik är viktig, bör en del av de pengarna som går till cancerområdet omprogrammeras för förebyggande och tidig upptäckt, eftersom effekten kommer att bli mycket större.
Idag är Hopkins fortfarande intresserad av de stora problem som lockade henne som student. Men lösningarna ser mycket mer komplexa ut än de verkade i Watsons föreläsningssal. Sedan verkade DNA-koden innehålla svar på grundläggande frågor om livet. Nu inser hon att fenomen så komplexa som mänskligt beteende inte kommer att förklaras på ett enkelt sätt av en liten lista med gener. Hon tror faktiskt att några av hennes mest djupgående upptäckter har kommit från att observera könsfördomar hos hennes egna kollegor. Och hon har insett att vi kan göra så mycket idag för att tackla cancer genom förändringar i beteende och hälsovård som vi kan genom att studera celler och gener.
På frågan om vad hon hoppas att hennes vetenskapliga arv kommer att vara, citerar Hopkins tidigt arbete med att förstå genuttryck och hennes mer kända roll i att göra zebrafisk till ett allmänt använt forskningsverktyg. Men sedan avfärdar hon frågan snett. Med tiden absorberas den mesta vetenskapen bara, säger hon, och bidragen från alla utom några legendariska forskare glöms bort: i slutet av dagen är det Darwin, Mendel, Watson och Crick. Och så tillägger hon spetsigt, Och Franklin.
Hon talar om Rosalind Franklin, vars kritiska bidrag till att identifiera den dubbla helixstrukturen hos DNA inte alltid kändes igen. Om Hopkins verkligen kommer ihåg i framtiden, misstänker hon att det kommer att vara för att hjälpa till att göra vetenskapen till en plats där kvinnor är mindre osynliga än vad Franklin har varit – och hitta en mer välkomnande miljö för att göra sin egen prägel.
Courtney Humphries är en medverkande redaktör för MIT Technology Review och en frilansskribent som täcker biologi, hälsa och kultur för en mängd olika publikationer.