랜디 셰크먼

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1. 개요
2. 생애
- 2.1. 어린 시절과 교육
- 2.2. 학문적 경력
3. 주요 연구 업적
4. 학술지 출판 개혁 및 오픈 액세스 운동
- 4.1. 상업 학술지에 대한 비판
- 4.2. 오픈 액세스 저널 eLife 편집장
5. 파킨슨병 연구
6. 수상 및 영예
참조

1. 개요

랜디 셰크먼은 세포 내 소포 수송 기전을 연구한 공로로 2013년 노벨 생리학·의학상을 수상한 미국의 세포생물학자이다. 그는 1970년대 효모 유전학을 이용해 단백질 분비 과정을 연구하며, SEC 유전자들을 발견하여 소포체의 형성과 수송 메커니즘을 규명했다. 또한, 그는 학술지 출판 개혁을 주장하며, 상업적인 학술지의 문제점을 비판하고 오픈 액세스 저널인 eLife의 편집장을 역임했다. 셰크먼은 파킨슨병 연구에도 참여하여 ASAP의 과학 책임자로 활동하고 있다.

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랜디 셰크먼 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
2015년의 셰크먼
본명	랜디 웨인 셰크먼
출생일	1948년 12월 30일
출생지	미국 미네소타주 세인트폴
국적	미국
웹사이트	랜디 셰크먼 연구실 왕립학회 랜디 셰크먼 페이지
학력
모교	UCLA (문학사) 스탠퍼드 대학교 (박사)
경력
소속 기관	캘리포니아 대학교 버클리 UCLA 하워드 휴즈 의학 연구소 스탠퍼드 대학교
박사 지도 교수	아서 콘버그
박사 제자	데이비드 줄리어스 데이비드 베이커
연구 분야
주요 연구 분야	세포 생물학
알려진 업적	미국 국립 과학원 회보 편집장 eLife 편집자
수상
수상 내역	미국 국립 과학 아카데미 회원 (1992년) 로젠스틸상 (1993년) 가드너 국제상 (1996년) 앨버트 래스커 기초 의학 연구상 (2002년) 루이자 그로스 호르위츠상 (2002년) 매스리상 (2010년) E.B. 윌슨 메달 (2010년) 왕립학회 회원 (2013년) 노벨 생리학·의학상 (2013년)

2. 생애

캘리포니아 대학교 버클리 교수진에 합류하여 1981년 부교수, 1984년 정교수로 승진했다.

2. 1. 어린 시절과 교육

셰크먼은 미네소타주 세인트폴에서 전기 기술자이자 컴퓨터 소프트웨어 설계자인 알프레드 셰크먼과 에스터(베이더) 셰크먼 사이에서 태어났다.^[13] 그의 가족은 러시아와 베사라비아에서 이민 온 유대인이었다.^[14] 1950년대 후반, 그의 가족은 롱비치 옆 오렌지 카운티에 위치한 로스무어라는 새로운 교외 지역으로 이주했다. 그는 1966년 캘리포니아주 애너하임의 웨스턴 고등학교를 졸업했다.^[15] 1971년 캘리포니아대학교 로스앤젤레스(UCLA)에서 분자생물학 학사 학위를 받았다. 그는 교환학생으로 에든버러대학교에서 3년을 보냈다.^[6]^[16] 1975년 스탠퍼드 대학교에서 아서 콘버그와 함께 DNA 복제 연구로 박사 학위를 받았다.^[17]

2. 2. 학문적 경력

셰크먼은 미네소타주 세인트폴에서 태어났으며, 1971년 캘리포니아대학교 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA)에서 분자과학 학사 학위를 받았다. 3학년 때는 교환학생으로 스코틀랜드 에든버러대학교에서 유학했다.^[43]^[44] 1975년 DNA 복제 연구로 스탠퍼드대학교에서 박사 학위를 받았다.^[45] 2013년에는 《네이처》(Nature), 《사이언스》(Science), 《셀》(Cell) 세 학술지가 상업주의에 빠졌다고 비판하며, 관계 단절을 선언했다.^[46]

3. 주요 연구 업적

1991년부터 셰크먼은 하워드 휴즈 의학 연구소 연구원으로 캘리포니아 대학교 버클리 분자·세포생물학과와 생화학·분자생물학 부서에서 일하고 있다. 버클리 대학교에서 셰크먼의 연구실은 효모 등 진핵생물 세포^[48]^[49]에서의 세포막 형성과 소포 수송^[50] 메커니즘을 분자 수준에서 연구하고 있다.

2013년에 그는 영국 왕립학회의 외국인 회원으로 선출되었다. 셰크먼은 유전자 스크리닝을 통해 분비 작용에서 효소 촉매 반응의 매개체를 축적하는 돌연변이체를 분리하고, 동일 유전자의 클론을 생성하여 특정 효소 촉매 반응을 정확하게 재현하는 생화학 반응을 확립했다.^[36] 이 연구는 분비 작용 연구에 혁신을 가져왔으며, 분자적·기전적 연구의 길을 열었다. 그의 연구는 Sec61 전좌 복합체 및 COPII 소포 피막 복합체의 분리, 세포 소기관 간 수송을 담당하는 소포의 최초 정제로 이어졌다.^[36]

3. 1. 효모 유전학을 이용한 소포 수송 연구

셰크먼은 효모의 소포 수송을 연구했다. 그는 독창적인 유전자 스크리닝 방법을 고안하여 분비 작용에서 효소 촉매 반응의 매개체를 축적하는 돌연변이체를 분리하고, 동일 유전자의 클론을 생성하여 특정 효소 촉매 반응을 정확하게 재현하는 생화학 반응을 확립했다.^[36] 이러한 연구는 분비 작용 연구에 혁신을 가져왔으며, 분자적·기전적 연구의 길을 열었다.^[36]

셰크먼이 확립한 세포에 제약받지 않는 반응은 Sec61 전좌 복합체 및 COPII 소포 피막 복합체의 분리, 세포 소기관 간 수송을 담당하는 소포의 최초 정제라는 그의 업적으로 연결되었다.^[36] 이 Sec 단백질은 현저하게 일정량으로 유지되며, 셰크먼이 발견한 수송 메커니즘은 신경 전달, 호르몬 분비, 콜레스테롤 항상성, 대사 조절에 필수적이다.^[36]

3. 1. 1. SEC 유전자의 발견

셰크먼은 1979년 PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)에 실린 논문에서 sec1과 sec2라 불리는 두 개의 소포체 관련 유전자를 규명하였다. 그는 인버테이스(invertase)와 산성포스파타아제(phosphatase)라 불리는 분비효소를 세포 내부에 가지고 있는 효모의 한 종류인 Saccharomyces cerevisiae의 온도감수성 돌연변이체로부터 SEC 유전자를 발견하였다. 온도감수성 유전자 돌연변이를 이용한 실험에서, 제한온도인 37°C로 길러진 효모들은 분비효소의 양이 8배나 증가했다. 제한온도가 다시 허용온도로 변화되었을 때에는 소포체는 사라지고 축적되었던 분비효소들이 분비됨을 확인하였다.

1980년 Cell에 실린 논문에서는 온도감수성 돌연변이체 내부에 소포체가 과량 축적되는 것을 원리로, 밀도 차이를 이용하여 추가적인 온도감수성 돌연변이체를 선별하였다. 추가적으로 선별된 돌연변이체에서 새로운 SEC 유전자 23개를 발견하였다.

1990년 Cell에 실린 논문에서는 sec17, sec18, sec22 유전자의 온도감수성 돌연변이체는 50nm 소포체를 축적하였으나, sec12, sec13, sec16, sec23 유전자의 온도감수성 돌연변이체는 소포체의 축적을 방해한다는 것을 발견했다. 이로써 SEC 유전자는 소포체의 형성과 결합 등 각각의 역할이 있는 것으로 확인되었다. 또한 소포체 결합에 있어서 sec17과 sec18의 조합은 효모에 치명적이었으며, 소포체 형성에 있어서 sec12, sec13, sec16, sec23의 조합 역시 효모에 치명적인 결과를 야기하였다. 이를 통해 소포체의 결합과 형성에 있어서 SEC 유전자들이 공조한다는 사실을 밝혀내었다.

SEC 유전자는 단백질 분비에 관여하는 유전자로 secretory gene에서 그 이름이 붙여졌다. 1979년 Saccharomyces cerevisiae의 온도감수성 돌연변이체로부터 sec1, sec2라 불리는 유전자가 가장 먼저 발견되었고, 계속해서 새로운 SEC 유전자가 규명되고 있다. 단백질의 분비는 세포의 성장과 증식에 필수적이기 때문에 지금까지 밝혀진 SEC 유전자의 대부분은 필수유전자로 확인되었다. 효모의 분비과정에 관여하는 SEC 유전자만도 50개 이상이며 과정의 각 단계에 관여하는 SEC 유전자의 구조와 기능이 현재 밝혀지는 중에 있다.

3. 1. 2. 분비 경로 연구

셰크먼은 1979년 PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)에 실린 논문에서 sec1과 sec2라 불리는 두 개의 소포체 관련 유전자를 규명하였다. 그는 인버테이스(invertase)와 산성포스파타아제(phosphatase)라 불리는 분비효소를 세포 내부에 가지고 있는 효모의 한 종류인 Saccharomyces cerevisiae의 온도감수성 돌연변이체로부터 SEC 유전자를 발견하였다. 온도감수성 유전자 돌연변이를 이용한 실험에서, 제한온도인 37°C로 길러진 효모들은 분비효소의 양이 8배나 증가하는 것을 확인하였다. 제한온도가 다시 허용온도로 변화되었을 때에는 소포체는 사라지고 축적되었던 분비효소들의 분비됨을 확인하였다.

1980년 Cell에 실린 논문에서 온도감수성 돌연변이체 내부에 소포체가 과량 축적되는 것을 원리로, 밀도 차이를 이용하여 추가적인 온도감수성 돌연변이체를 선별하였다. 추가적으로 선별된 돌연변이체에서 새로운 SEC 유전자 23개를 발견하였다.

1990년 Cell에 실린 논문에서 sec17, sec18, sec22 유전자의 온도감수성 돌연변이체는 50nm 소포체를 축적하였으나, sec12, sec13, sec16, sec23 유전자의 온도감수성 돌연변이체는 소포체의 축적을 방해한다는 것을 발견했다. 이로써 SEC 유전자는 소포체의 형성과 결합 등 각각의 역할이 있는 것으로 확인되었다. 또한 소포체 결합에 있어서 sec17과 sec18의 조합은 효모에 치명적이었으며, 소포체 형성에 있어서 sec12, sec13, sec16, sec23의 조합 역시 효모에 치명적인 결과를 야기하였다. 이를 통해 소포체의 결합과 형성에 있어서 SEC 유전자들이 공조한다는 사실을 밝혀내었다.

3. 2. SEC 유전자

셰크먼은 1979년 PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)에 실린 논문에서 sec1과 sec2라 불리는 두 개의 소포체 관련 유전자를 규명하였다. 그는 인버테이스(invertase)와 산성포스파타아제(phosphatase)라 불리는 분비효소를 세포 내부에 가지고 있는 효모의 한 종류인 Saccharomyces cerevisiae의 온도감수성 돌연변이체로부터 SEC 유전자를 발견하였다. 온도감수성 유전자 돌연변이를 이용한 실험에서, 제한온도인 37°C로 길러진 효모들은 분비효소의 양이 8배나 증가하였다. 제한온도가 다시 허용온도로 변화되었을 때에는 소포체가 사라지고 축적되었던 분비효소들이 분비되었다.

1980년 Cell에 실린 논문에서 온도감수성 돌연변이체 내부에 소포체가 과량 축적되는 것을 원리로, 밀도 차이를 이용하여 추가적인 온도감수성 돌연변이체를 선별하였다. 추가적으로 선별된 돌연변이체에서 새로운 SEC 유전자 23개를 발견하였다.

1990년 Cell에 실린 논문에서 sec17, sec18, sec22 유전자의 온도감수성 돌연변이체는 50nm 소포체를 축적하였으나, sec12, sec13, sec16, sec23 유전자의 온도감수성 돌연변이체는 소포체의 축적을 방해한다는 것을 발견했다. 이로써 SEC 유전자는 소포체의 형성과 결합 등 각각의 역할이 있는 것으로 확인되었다. 또한 소포체 결합에 있어서 sec17과 sec18의 조합은 효모에 치명적이었으며, 소포체 형성에 있어서 sec12, sec13, sec16, sec23의 조합 역시 효모에 치명적인 결과를 야기하였다. 이를 통해 소포체의 결합과 형성에 있어서 SEC 유전자들이 공조한다는 사실을 밝혀내었다.

SEC 유전자는 단백질 분비에 관여하는 유전자로 secretory gene에서 그 이름이 붙여졌다. 1979년 Saccharomyces cerevisiae의 온도감수성 돌연변이체로부터 sec1, sec2라 불리는 유전자가 가장 먼저 발견되었고, 계속해서 새로운 SEC 유전자들이 규명되고 있다. 단백질의 분비는 세포의 성장과 증식에 필수적이기 때문에 지금까지 밝혀진 SEC 유전자의 대부분이 필수유전자로 확인되었다. 효모의 분비과정에 관여하는 SEC 유전자만도 50개 이상이며 과정의 각 단계에 관여하는 SEC 유전자의 구조와 기능이 현재 밝혀지는 중에 있다.

3. 3. 온도 감수성 돌연변이

셰크먼은 1979년 미국 국립과학원회보(PNAS)에 실린 논문에서 sec1과 sec2라 불리는 두 개의 소포체 관련 유전자를 규명하였다. 그는 인버테이스(invertase)와 산성포스파타아제(phosphatase)라 불리는 분비효소를 세포 내부에 가지고 있는 효모의 한 종류인 Saccharomyces cerevisiae의 온도감수성 돌연변이체로부터 SEC 유전자를 발견하였다. 온도감수성 유전자 돌연변이를 이용한 실험에서, 제한온도인 37°C로 길러진 효모들은 분비효소의 양이 8배나 증가하는 것을 확인하였다. 제한온도가 다시 허용온도로 변화되었을 때에는 소포체는 사라지고 축적되었던 분비효소들의 분비됨을 확인하였다.^[36]

1980년 Cell에 실린 논문에서 온도감수성 돌연변이체 내부에 소포체가 과량 축적되는 것을 원리로, 밀도차이를 이용하여 추가적인 온도감수성 돌연변이체를 선별하였다. 추가적으로 선별된 돌연변이체에서 새로운 SEC 유전자 23개를 발견하였다.^[36]

1990년 Cell에 실린 논문에서 sec17, sec18, sec22 유전자의 온도감수성 돌연변이체는 50nm 소포체를 축적하였으나, sec12, sec13, sec16, sec23 유전자의 온도감수성 돌연변이체는 소포체의 축적을 방해한다는 것을 발견했다. 이로써 SEC 유전자는 소포체의 형성과 결합 등 각각의 역할이 있는 것으로 확인되었다. 또한 소포체 결합에 있어서 sec17과 sec18의 조합은 효모에 치명적이었으며, 소포체 형성에 있어서 sec12, sec13, sec16, sec23의 조합 역시 효모에 치명적인 결과를 야기하였다. 이를 통해 소포체의 결합과 형성에 있어서 SEC 유전자들이 공조한다는 사실을 밝혀내었다.^[36]

온도감수성 돌연변이란 일정한 온도 이상 또는 이하에서 야생균주와는 다른 성질을 나타내는 돌연변이를 말한다. 각각 고온과 저온에서 야생균주와 다른 성질을 보이는 고온감수성 돌연변이와 저온감수성 돌연변이로 나뉜다. 변이를 일으키는 유전자의 산물인 단백질이 온도에 민감하게 반응하여 돌연변이 균주는 다른 성질을 나타내게 된다.^[36]

4. 학술지 출판 개혁 및 오픈 액세스 운동

랜디 셰크먼은 학술지 출판 개혁과 오픈 액세스 과학 출판을 지지하며, 네이처(Nature), 셀(Cell), 사이언스(Science) 등 주요 상업 학술지가 과학에 부정적인 영향을 미친다고 비판했다.^[33] 그는 오픈 액세스 저널인 이라이프(eLife)의 전 편집장을 역임했다.^[33]

4. 1. 상업 학술지에 대한 비판

2013년 12월, 셰크먼은 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 자신의 연구실이 더 이상 네이처(Nature), 셀(Cell), 사이언스(Science)와 같은 유료 구독 저널에 논문을 제출하지 않겠다고 발표하며 학술지 출판 개혁과 오픈 액세스 과학 출판을 촉구했다.^[33] 그는 이러한 저널들이 과학에 자기 이익적이고 해로운 영향을 미친다고 비판하며, 수요를 높이기 위해 인위적으로 게재되는 논문 수를 제한한다고 주장했다.^[33] 또한, 저널의 명성을 높이기 위해 중요한 결과를 보여주는 논문이 아닌, 자주 인용될 논문을 받아들인다고 비판했다.^[33] 셰크먼은 이러한 저널에 논문을 발표하는 것이 어렵고 권위가 있기 때문에 과학자들이 중요한 질문에 대한 연구를 수행하기보다는 지름길을 찾거나 유행을 따르게 된다고 말했다. 그는 오픈 액세스 저널이며 네이처, 셀, 사이언스의 경쟁 저널인 이라이프(eLife)의 전 편집장이었다.^[33] 이라이프에서는 현직 과학자들의 심사를 거쳐 논문이 게재되며, 게재된 논문은 무료로 열람할 수 있다.^[33]

4. 2. 오픈 액세스 저널 eLife 편집장

2013년 12월, 셰크먼은 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 자신의 연구실에서 더 이상 네이처(Nature), 셀(Cell), 사이언스(Science)와 같은 유료 구독 저널에 논문을 제출하지 않겠다고 발표하며 학술지 출판 개혁과 오픈 액세스 과학 출판을 촉구했다.^[33] 그는 이러한 저널들이 과학에 자기 이익적이고 해로운 영향을 미친다고 비판하며, 수요를 높이기 위해 인위적으로 게재 논문 수를 제한한다고 지적했다.^[33] 또한, 저널의 명성을 위해 중요한 결과보다는 자주 인용될 논문을 우선시한다고 주장했다.^[33] 그는 이러한 저널에 논문을 발표하는 것이 어렵고 권위가 있어, 과학자들이 중요한 질문 연구보다 지름길이나 유행을 따르게 된다고 말했다. 셰크먼은 오픈 액세스 저널이자 네이처, 셀, 사이언스의 경쟁 저널인 이라이프(eLife)의 전 편집장이다.^[33] 이라이프는 현직 과학자들의 심사를 거쳐 논문을 게재하며, 게재된 논문은 무료로 열람할 수 있다.^[33]

5. 파킨슨병 연구

2017년 가을, 셰크먼의 아내 낸시 월스가 20년간 파킨슨병과 싸우다 세상을 떠났다. 이 어려운 시기를 겪던 셰크먼은 파킨슨병의 기원과 진행 메커니즘에 대한 국제적 공동 연구 프로그램을 조직하기 위한 새로운 노력인 [https://parkinsonsroadmap.org/# ASAP](ASAP)의 과학 책임자로 임명되었다. 마이클 J. 폭스 재단과 주요 자선 단체들의 지원을 받아 ASAP은 2022년까지 전 세계 165개 연구소의 35개 팀으로 성장했다. ASAP의 목표는 수백 명의 과학자들의 재능을 결합하여 새로운 통찰력을 개발하고, 이를 통해 보다 효과적인 치료법을 개발하는 것이다.

6. 수상 및 영예

Eli Lilly Award in Microbiology|일라이 릴리 미생물학상^영어 수상(1987년), 미국국립과학원 회원(1992년)^[23], 알버트 래스커 기초의학연구상(2002년, 제임스 로스먼과 공동 수상)^[24], 컬럼비아 대학교 루이자 그로스 호르비츠 상(2002년, 제임스 로스먼과 공동 수상)^[25], 버클리 캠퍼스 밀러 연구소 초대 밀러 선임 연구원(2008년), 미국철학회 회원(2008년)^[26], 사우스캘리포니아 대학교 켁 의과대학 매스리 상(2010년)을 수상했다. 샤오 상 수상자를 선정하는 생명과학 및 의학 분야 선정위원회 위원 및 위원장을 역임했다.

왕립학회 외국인 회원(ForMemRS)으로 선출(2013년)^[3]되었다.

토마스 쥐트호프, 제임스 로스먼과 함께 "세포의 주요 수송 시스템인 소포(vesicle) 이동을 조절하는 기전을 발견한 공로"로 2013년 노벨 생리학·의학상을 수상했다.^[27] 셰크먼은 상금 400000USD를 기부하여 UC 버클리에 에스더와 웬디 셰크먼 기초 암 생물학 석좌 교수직 기금을 조성했다. 셰크먼의 어머니와 여동생(이 석좌 교수직의 이름이 따온 인물)은 모두 암으로 사망했다.^[28]

아메리칸 아카데미 오브 어치브먼트 골든 플레이트 상 수상(2017년)^[29], 몰도바 과학 아카데미 명예 회원(2021년)^[30], 몰도바 니콜라이 테스테미타누 주립 의과대학 명예 박사 학위(2023년)^[31]^[32]를 받았다.

그 외 로젠스틸상(1993년, 제임스 로스만과 공동 수상), 가드너 국제상(1996년), 피츠버그 대학교 딕슨상 의학 부문(2008년), 클래리베이트 분석(구 톰슨 로이터) 인용 영예상(2009년, 제임스 로스만과 공동 수상), E.B. 윌슨 메달(2010년), 오토 바르부르크 메달(2013년) 등을 수상했다.

참조

_[1] 웹사이트 Julius Lab - David Julius http://physio.ucsf.e[...] Physio.ucsf.edu 2013-10-07
_[2] 논문 Reforming research assessment
_[3] 웹사이트 Professor Randy Schekman ForMemRS http://royalsociety.[...] Royalsociety.org 2013-10-07
_[4] 논문 Profile of Thomas Sudhof, James Rothman, and Randy Schekman, 2013 Nobel Laureates in Physiology or Medicine
_[5] 웹사이트 Randy Schekman: Howard Hughes Investigator and Professor of Cell and Developmental Biology http://mcb.berkeley.[...] 2011-07-12
_[6] 논문 Profile of Randy Schekman: Reflections on his first year as PNAS Editor-in-Chief
_[7] 논문 Randy Schekman
_[8] 논문 QnAs with Randy Schekman
_[9] 논문 Preface by Randy Schekman
_[10] 웹사이트 New journal editor named as Randy Schekman | Wellcome Trust https://web.archive.[...] 2011-07-12
_[11] AcademicSearch
_[12] Scopus
_[13] 웹사이트 'Not a prank': St. Paul native lands 2013 Nobel Prize in Medicine https://www.startrib[...]
_[14] 웹사이트 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2013 https://www.nobelpri[...]
_[15] 뉴스 Nobel Prize winner credits high school teacher 2013-10-19
_[16] 웹사이트 Randy Schekman, molecular biologist and UCLA alumnus, wins 2013 Nobel Prize http://newsroom.ucla[...] University of California, Los Angeles 2013-10-08
_[17] 논문 Resolution and Reconstruction of a multienzyme DNA replication reaction (1975) Stanford University 1975
_[18] 웹사이트 HHMI Scientist Abstract: Randy W. Schekman, Ph.D. http://www.hhmi.org/[...] 2011-07-12
_[19] 논문 Coat Proteins and Vesicle Budding
_[20] 웹사이트 Randy Schekman publications in Google Scholar https://scholar.goog[...] 2011-07-12
_[21] 논문 A subfamily of stress proteins facilitates translocation of secretory and mitochondrial precursor polypeptides
_[22] 논문 Identification of 23 complementation groups required for post-translational events in the yeast secretory pathway
_[23] 웹사이트 Randy W. Schekman http://www.nasonline[...]
_[24] 논문 Rothman and Schekman SNAREd by Lasker for trafficking
_[25] 웹사이트 Louisa Gross Horwitz Prize Awardees http://www.cumc.colu[...] 2013-10-13
_[26] 웹사이트 APS Member History https://search.amphi[...] 2021-05-03
_[27] 웹사이트 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2013 https://www.nobelpri[...] Nobel Foundation 2013-10-07
_[28] 뉴스 US biologist Randy Schekman on being a Nobel Prize winner http://www.ft.com/cm[...] 2014-01-10
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