제임스 로스먼

1. 개요

제임스 로스먼은 미국의 생화학자이자 세포 생물학자로, 2013년 노벨 생리학·의학상 공동 수상자이다. 그는 세포 내 물질 이동 기전을 밝혀낸 공로를 인정받았으며, 특히 소포가 정확한 위치로 이동하는 과정에서 소포 단백질과 세포막 단백질의 상호 작용을 규명했다. 로스먼은 예일 대학교에서 물리학 학사 학위를, 하버드 대학교에서 생화학 박사 학위를 받았으며, 매사추세츠 공과대학교, 스탠퍼드 대학교, 프린스턴 대학교, 컬럼비아 대학교, 그리고 예일 대학교에서 연구 및 교육 활동을 수행했다. 그의 연구는 당뇨병 및 신경 질환 등 물질 수송 과정의 문제로 발생하는 질병의 예방 및 치료에 기여했다.

2. 2013년 노벨 생리학·의학상 수상자

스웨덴 스톡홀름의 카롤린스카 의과대학 노벨위원회는 2013년 노벨 생리학·의학상 수상자로 미국의 제임스 로스먼과 랜디 셰크먼, 독일의 토마스 쥐트호프를 선정하였다. 이들은 세포 내에서 신경전달물질이나 호르몬 등 생명 유지에 필수적인 물질들의 이동 기전을 밝혀낸 공로를 인정받았다. 로스먼은 소포를 통해 생체 물질들이 적시에 정확한 곳으로 이동되는 과정에서 소포와 세포막의 특정 단백질이 상보적으로 결합하는 현상을 규명했다. 이들의 연구는 당뇨병, 신경 및 면역 질환 등 물질 운송 장애로 발생하는 문제의 예방 및 치료에 기여할 것으로 평가된다.

2.1. 제임스 로스먼

--

제임스 로스먼은 미국의 세포생물학자이다. 소포를 통해 생체 물질들이 적시에 정확한 곳으로 이동되는 과정에서 소포의 단백질과 '운송 목적지'인 세포의 특정 막(membrane)의 단백질이 상보적으로 맞물리는 현상을 규명하여, 정확한 장소로 운송이 이루어지는 원리를 밝혀냈다.

로스먼의 연구는 세포 내에서 호르몬, 성장 인자 등 여러 분자를 운반하는 소포가 어떻게 올바른 목적지에 도달하여 내용물을 언제, 어디서 방출하는지를 상세하게 설명한다. 이러한 세포 이동은 세포 자체의 분열, 뇌 신경 세포 간의 통신, 인슐린 및 기타 호르몬 분비, 영양분 흡수 등 여러 중요한 생리적 기능을 뒷받침한다. 이 과정에 결함이 생기면 당뇨병 및 보툴리누스 중독증을 포함한 다양한 질환이 발생할 수 있다.

2.1.1. 학력

1967년 폼프레트 학교를 졸업하고, 1971년 예일 대학교에서 물리학 학사 학위를, 1976년 하버드 대학교에서 유진 패트릭 케네디의 지도 하에 생화학 박사 학위를 받았다.

2.1.2. 경력

로스먼은 1976년부터 매사추세츠 공과대학교에서 하비 로디쉬 지도 하에 막 단백질의 당화에 대한 박사후 연구를 수행했다. 1978년 스탠퍼드 대학교 생화학과로 자리를 옮겼으며, 1988년부터 1991년까지는 프린스턴 대학교에 재직했다. 이후 뉴욕으로 건너가 메모리얼 슬론 케터링 암센터에서 세포 생화학 및 생물리학과를 설립하고 슬론 케터링 연구소 부소장을 역임했다. 2003년에는 컬럼비아 대학교 컬럼비아 의과대학 생리학 교수로 자리를 옮겼으며, 컬럼비아 화학 생물학 센터의 책임자를 맡았다. 2008년부터는 예일 대학교로 옮겨 재직 중이며, 컬럼비아 대학교에는 시간제 임명을 유지하고 있다. 2013년부터는 상하이 과학기술대학교 상하이 첨단 면역화학 연구소 특별 객원 교수로도 재직하고 있다.

1995년, 로스먼은 Amersham plc 과학 자문 위원으로 합류했고, 2003년 Amersham이 GE 헬스케어에 인수되면서 GE 헬스케어의 수석 과학 고문으로 임명되었다.

로스먼의 연구는 세포 내에서 호르몬, 성장 인자 및 기타 분자를 운반하는 작은 주머니 모양 구조인 소포가 어떻게 올바른 목적지에 도달하여 내용물을 언제, 어디서 방출하는지를 상세하게 설명한다. 이러한 세포 이동은 세포 자체의 분열, 뇌 신경 세포 간의 통신, 인슐린 및 기타 호르몬 분비, 영양분 흡수 등 여러 중요한 생리적 기능을 뒷받침한다. 이 과정에 결함이 생기면 당뇨병 및 보툴리누스 중독증을 포함한 다양한 질환이 발생할 수 있다.

그의 전 박사후 연구원 제자로는 게로 미센붸크 와 수잔 페퍼가 있다.

2.1.3. 연구 업적

로스먼의 연구는 세포 내에서 호르몬, 성장 인자 등 여러 분자를 운반하는 작은 주머니 모양 구조인 소포가 어떻게 올바른 목적지에 도달하여 내용물을 언제, 어디서 방출하는지 상세하게 설명한다. 이 세포 이동은 세포 자체의 분열, 뇌의 신경 세포 간의 통신, 인슐린 및 기타 호르몬의 분비, 영양분 흡수 등 많은 중요한 생리적 기능을 뒷받침한다. 이 과정의 결함은 당뇨병 및 보툴리누스 중독증을 포함한 다양한 질환으로 이어진다.

로스먼은 소포를 통해 생체 물질들이 적시에 정확한 곳으로 이동되는 과정에서 소포의 단백질과 '운송 목적지'인 세포의 특정 막(membrane)의 단백질이 상보적으로 맞물리며 정확한 장소로 운송이 이뤄진다는 사실을 규명했다. 이 연구는 당뇨병과 신경·면역 질환 등 물질 운송 과정의 장애로 생기는 문제를 예방·치료하는 토대를 마련한 것으로 평가된다.

2.1.4. 수상 내역

2.1.5. 개인사

유대인인 소아과 의사 마틴 로스먼과 글로리아 하트닉의 아들이다.

3. SNARE 가설

SNARE는 SNAP(Soluble NSF-Attachment Protein Receptor)의 약자로, SNARE 가설은 소포 수송 과정에서 막 융합 기전을 설명하는 가설이다.

이 가설은 막의 융합을 네 단계로 나누어 설명한다. 첫 번째 단계는 소포 도킹(vesicle docking)이다. 수송소포의 Rab.GTP와 목적지 막의 Rab effector가 결합하여 수송 세포를 목적지 세포에 가까이 위치하도록 한다.

두 번째 단계는 SNARE 복합체(SNARE complex) 형성 단계이다. 수송소포에는 그 종류마다 고유의 v-SNARE(vesicle - SNAP receptor)가 존재하고, 수송소포가 운송되는 목적지의 세포막에는 t-SNARE(target SNAP receptor)가 존재한다. v-SNARE와 t-SNARE는 특이적으로 결합하고 차례로 SNAP(Soluble NSF-Attachment Protein)와 NSF(N-ethylmaleimide sensitive factor)가 추가로 결합하여 SNARE 복합체를 이루게 된다.

세 번째 단계는 세포막이 융합되는 단계이다. SNARE 복합체의 작용으로 물리적으로 수송소포와 표적막이 결합하게 되고 세포막이 융합하게 된다.

마지막 단계는 SNARE 복합체의 해체 단계이다. 막이 성공적으로 융합하고 난 후에 SNARE 복합체를 이루고 있던 구성 물질들은 해체되게 된다.