에마뉘엘 샤르팡티에

1. 개요

에마뉘엘 샤르팡티에는 프랑스 출신의 미생물학자이자 유전학자이다. 그녀는 세균 면역 체계인 CRISPR/Cas9의 분자 메커니즘을 해독하고 유전자 편집 도구로 개조한 연구로 가장 잘 알려져 있다. 샤르팡티에는 파스퇴르 연구소에서 박사 학위를 받았으며, 록펠러 대학교, 뉴욕 대학교 등에서 연구원으로 근무했다. 2015년에는 막스 플랑크 학회 회원 및 막스 플랑크 감염생물학 연구소 이사가 되었고, 2020년에는 제니퍼 다우드나와 함께 노벨 화학상을 수상했다.

2. 생애

1968년 프랑스 파리 근교 주비지 쉬르 오르주에서 태어났다. 파리 제6대학교 피에르 앤 마리 퀴리에서 생화학, 미생물학, 유전학을 공부하고 1992년에 졸업했으며, 파스퇴르 연구소에서 항생제 내성 관련 연구로 1995년 박사 학위를 취득했다.

박사 학위 취득 후, 미국으로 건너가 록펠러 대학교, 뉴욕 대학교 랑곤 메디컬 센터, 세인트 주드 소아 연구 병원 등에서 박사후 연구원 및 연구원으로 활동했다. 이 시기 동안 폐렴구균의 반코마이신 내성 획득 기전 연구 등에 기여했다.

2002년 유럽으로 돌아와 오스트리아 빈 대학교에서 자신의 연구팀을 이끌며 화농성 연쇄상구균의 병원성 인자 합성을 조절하는 RNA 분자를 발견하는 등 성과를 냈다. 이후 막스 F. 페루츠 연구소 등에서 부교수로 재직했다.

2009년에는 스웨덴 우메오 대학교로 자리를 옮겨 스웨덴 분자 감염 의학 연구소(MIMS)에서 활동하며, CRISPR/Cas9 유전자 가위 기술 개발 연구에 본격적으로 착수했다. 샤르팡티에는 이 연구에 몰두했던 시기를 회고하며 연구에 대한 열정을 드러내기도 했다.

2013년부터는 독일로 이주하여 헬름홀츠 감염 연구 센터와 하노버 의과대학 교수를 역임했으며, 이후 막스 플랑크 감염생물학 연구소 소장으로 임명되었다. 2018년부터는 베를린에 병원체 과학을 위한 막스 플랑크 유닛을 설립하고 이끌고 있다.

2.1. 초기 생애 및 교육

1968년 프랑스 파리에서 남동쪽으로 18km 떨어진 쥐비지쉬르오르주에서 태어났다. 그녀의 부계 조부인 시나니안(Sinanian)은 아르메니아인으로, 오스만 제국의 아르메니아 대량 학살 당시 프랑스로 탈출하여 마르세유에서 아내를 만난 생존자였다. 어린 시절에는 발레 무용가를 꿈꾸기도 했다.

샤르팡티에는 파리의 피에르 & 마리 퀴리 대학교(현 소르본 대학교 과학부)에서 생화학, 미생물학, 유전학을 공부하여 1992년에 졸업했다. 이후 파스퇴르 연구소에서 1992년부터 1995년까지 대학원생으로 연구하며 철학 박사(Ph.D.) 학위를 취득했다. 박사 학위 연구 주제는 항생제 내성과 관련된 분자 메커니즘 조사였다.

2.2. 경력 및 연구

3. CRISPR/Cas9 연구

샤르팡티에는 세균 면역 체계인 CRISPR/Cas9의 분자 메커니즘을 해독하고 이를 유전자 편집 도구로 개조한 업적으로 가장 잘 알려져 있다. 특히, 그녀는 CRISPR/Cas9 기능에 중요한 역할을 하는 비암호 RNA 성숙을 위한 새로운 메커니즘을 발견했다. 구체적으로 샤르팡티에는 trans-activating crRNA^영어라고 불리는 작은 RNA가 crRNA의 성숙에 필수적임을 입증했다. 빈 대학교에서 RNA 분자의 조절 기능을 연구하던 중 CRISPR에 관심을 가지게 되었고, 2009년에는 화농 연쇄상구균의 Cas9 단백질과 두 RNA 분자가 면역 시스템에서 중요한 역할을 한다는 가설을 세웠다.

2011년, 샤르팡티에는 푸에르토리코 산후안에서 열린 연구 컨퍼런스에서 제니퍼 다우드나를 만나 협력을 시작했다. 다우드나의 연구실과 협력하여 샤르팡티에의 연구실은 Cas9이 원하는 모든 DNA 서열을 절단하는 데 사용될 수 있음을 보여주었다. 그들이 개발한 방법은 Cas9과 쉽게 생성된 합성 "가이드 RNA" 분자를 결합하는 것이었다. 이 합성 가이드 RNA는 crRNA와 tracrRNA의 키메라로, 이 발견은 CRISPR-Cas9 기술이 비교적 쉽게 유전체를 편집하는 데 사용될 수 있음을 입증했다.

전 세계 연구자들은 이 방법을 사용하여 식물, 동물 및 실험실 세포주의 DNA 서열을 성공적으로 편집했다. 이 발견 이후 CRISPR 기술은 과학자들이 유전자를 편집하여 건강과 질병에서의 역할을 탐구하고, 1세대 유전자 치료법보다 더 안전하고 효과적일 것으로 기대되는 유전자 치료법을 개발할 수 있게 함으로써 유전학에 혁명을 일으켰다.

2013년, 샤르팡티에는 숀 포이(Shaun Foy)와 로저 노박(Rodger Novak)과 함께 CRISPR 테라퓨틱스와 ERS 제노믹스를 공동 설립했다.

4. 수상 및 명예

2015년, 타임지는 샤르팡티에를 세계에서 가장 영향력 있는 100인 중 한 명으로 선정했다(제니퍼 다우드나와 함께).

샤르팡티에는 CRISPR 유전자 가위 기술 개발에 대한 공로를 인정받아 노벨 화학상, 생명 과학 분야의 브레이크스루 상, 루이-장테 의학상, 그루버 재단 유전학 국제상, 라이프니츠 상, 탕 상, 일본국제상, 나노과학 분야의 카블리 상 등 세계적으로 권위 있는 다수의 상을 받았다. 특히 제니퍼 다우드나, 프란시스코 모히카 등 여러 연구자와 함께 BBVA 재단 지식의 최전선 상 등을 공동 수상하기도 했다. 이 외에도 다수의 명예 박사 학위를 수여받았으며, 여러 학술 단체의 회원으로 활동하고 있다. 상세한 수상 내역, 명예 박사 학위 수여 내역, 회원 자격은 하위 섹션에서 확인할 수 있다.

4.1. 수상

4.2. 명예 박사 학위

4.3. 회원

5. 대중 문화

2019년, 샤르팡티에는 필라델피아 극단 Applied Mechanics의 연극 'STEM FEMMES'의 주요 등장인물로 등장했다.

2021년, 월터 아이작슨은 전기 '코드 브레이커: 제니퍼 다우드나, 유전자 편집, 그리고 인류의 미래(The Code Breaker: Jennifer Doudna, Gene Editing, and the Future of the Human Race)'에서 제니퍼 다우드나와 샤르팡티에의 협력을 통해 CRISPR/CAS-9를 발견하게 된 이야기를 상세히 다루었다.