연구실 소개

질병대사연구실에서는 인간의 질환에 관여하는 대사 경로 또는 세포사멸 현상을 연구하여 새로운 치료 전략을 제시하는 것을 목표로 합니다. 특히, 암세포가 존재하는 종양미세환경(tumor microenvironment, TME)을 조절하는 신규 기작을 발견하고 이를 통하여 암세포의 사멸을 유도하고 다양한 치료제의 효과를 증진하고자 합니다.

주요 연구 분야

• 영양분이 부족한 암세포가 생존할 수 있게 해주는 대사 과정인 대음세포작용(macropinocytosis) 기작
• 종양미세환경의 대사체에 영향을 주어서 생존 또는 면역치료 효과를 조절하는 SLC(solute carrier) 수송체
• 세포 내의 영양분의 재활용 및 분해에 도움을 주는 오토파지(autophagy)와 라이소좀(lysosome)
• 다양한 질환에 영향을 주고 주변 세포로 퍼지는 세포사멸 기작인 페랍토시스(ferroptosis)

연구실 소개

본 연구실은 신경교세포-신경세포 상호작용 중심의 뇌기능을 이해하기 위하여, 2004년부터 신경교세포 및 신경세포 막에 존재하는 막단백질(이온통로, GPCR등)의 결합단백질을 유전체 규모에서 동정하고 중요 막단백질들의 결합단백질 네트워크를 구축하였다. 현재는 결합단백질에 의한 막단백질의 기능조절에 의한 뇌기능의 조절에 대한 연구를 수행중에 있으며 이를 기반으로 관련 뇌질환의 치료기법을 개발하고자 노력하고 있다.

주요 연구 분야

• Glia-neuron interaction using membrane protein interactomics
• Regulation mechanism of ion channels in the brain
• Ion channels and related cancers

연구실 소개

천연물 의약품 소재들은 다양한 육상 및 해양 생물체에서 생합성 되며, 이들은 특징적이며 독특한 화학적 scaffold 구조를 통하여 의약품을 포함하는 다양한 고부가 기능성 바이오 소재로서 플랫폼을 제공한다. 천연물 소재들의 바이오시스템 내 생합성 과정에 대한 기초 이해는 목적 바이오 소재의 생합성 관련 바이오 촉매의 대사 과정을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 이를 활용한 신규한 바이오 소재의 개발 및 그 생산성 향상과 같은 산업적 접근이 가능하다. 본 연구실은 aminoglycoside계 항생제, polyketide & polyphenol계 항암제 및 식물 유래 phytochemicals 등 천연물 의약품 소재의 바이오시스템 내 생합성에 대한 연구를 진행하고 있다. 이를 위하여 본 NPBE 연구실은 생화학, 분자생물학, 의약화학, 대사공학, 약제학, 생물정보학 및 합성생물학 등의 기초/응용 학문들의 convergence 가 필수적이다.

주요 연구 분야

• 합성생물학 및 생합성 경로공학으로 최적화된 바이오시스템 세포공장의 구현
• 바이오-파운드리 기반으로 설계된 바이오시스템 통한 진단/치료용 Smart Biotherapeutics 개발

연구실 소개

생활에 있어서 건강에 특별하게 기여하는 식품을 기능성식품이라고 부른다. 기능성식품의 개념은 여러가지 요인에 의하는데 건강의 증진이나 건강에 도움을 주는 식품으로 그 범위를 정하고 있다. 기능성식품(functional foods)이란 nutraceuticals, designer foods, 및 pharmafoods 등으로 불리기도 하는 데 질병을 예방하거나 호전 시키는 식품을 말한다. 기능성식품연구실은 크게 단백질 가수분해물의 생리활성, Bioconversion에 의한 활성 증진, 피부미용식품 및 수면활성 함유 소재 개발 등 기능성식품 분야에 관련된 연구를 하고 있습니다.

주요 연구 분야

• 펩타이드의 기능성 소재화
• Bioconversion에 의한 생리활성 증진 및 부여
• 피부미용식품
• 생리활성의 탐색
• 수면관련 소재 탐색 및 활성 평가

연구실 소개

인류의 삶의 질이 향상되며, 건강하게 사는 것에 대한 관심이 나날이 증가하고 있습니다. 우리 연구실은 '건강한 삶'을 영위하는데 이바지하는 연구에 초점을 맞추고 있으며, 질환에 영향을 주는 원인 인자와 그 기작을 탐색하고 더 나아가 이를 개선시킬 수 있는 생리활성물질을 발굴하고 있습니다. 특히 대사이상으로 야기되는 질환을 포괄적으로 이해하기 위하여 대규모의 human resource data를 활용하여 risk factor를 규명하는 in silico 연구에서부터 밝혀진 risk factor가 실제 질병에 있어 신호전달 과정에 미치는 영향을 규명하기 위한 in vitro/in vivo 연구에 이르기까지 다방면의 연구를 활발하게 수행하고 있습니다. 우리 연구실은 질병상태의 정확한 진단 및 바람직한 대사수준을 유지하도록 영향학적, 유전학적 관점에서 접근하여 치료 수준의 향상에 기여하고자하며, 건강한 사람에게는 질병의 예방 및 건강을 유지하도록 하는 방안을 제시하고 있습니다.

주요 연구 분야

• 대사성 질환의 환경 요인과 유전적 요인의 발굴 및 상호작용 연구 (Genomics Proteomics/ Metabolomics)
• 대규모의 human resource를 활용한 질병의 risk factor 규명 및 기작 연구 (국민건강영양조사/한국인유전체역학조사사업)

연구실 소개

세균학 연구실에서는 미생물과 인간의 안전한 공존에 기여하기 위하여 보건학적으로 중요한 가치를 지니는 미생물들을 메타게놈과 유전체 분석 기법을 통해 연구하고 있다.

주요 연구 분야

• 인체 마이크로비움 (Human microbiome) 인간의 몸에 존재하면서 인간의 건강에 지대한 영향을 주고 있는 인체 마이크로비옴의 유전적 다양성과 질병 상관성을 연구한다.
• 신규 병원균 발굴 (Pathogen discovery) 인간과 동식물의 건강을 위협하는 신종 병원성 미생물을 바이러스 및 세균 메타지놈 분석을 통해 검출한다.
• 원핵미생물 분류 (Prokaryotic taxonomy) 병원성 세균에 대한 정확한 진단 및 검출을 위해서는 원핵미생물 분류 체계에 대한 이해가 필수적이다. 유전형질에 기반한 분류기법을 바탕으로 분류체계의 오류를 수정하고, 신종 미생물 자원을 확보한다.

연구실 소개 및 주요 연구 분야

인간의 질병중 아직까지 어떠한 치료제나 치료법도 알려져 있지 않은 질환이 있다. 특히 희귀 난치성 중추신경계 질환은 치료가 매우 어려운 질환으로, 줄기세포를 이용한 세포 및 유전자 치료가 그 대안으로 제시되고 있다. 줄기세포 및 신경재생 연구실은

• 역분화 및 직접 교차분화 줄기세포를 이용하여 희귀 및 난치성 중추신경계 질환 (알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅톤병, 루게릭병, 뇌전증, 신경면역질환 등)의 세포 및 유전자 치료제 개발 연구를 수행한다.
• 특정 유전자를 타겟으로 한 암세포의 생성과 증식기전 및 암치료 연구를 수행한다.
• 인공지능 기술을 이용한 줄기세포나 암세포의 안정적 배양과 무인 세포배양 자동화시스템 개발 연구를 수행한다.

연구실 소개

인간유전체 연구실은 이 질문에 답하기 위해, 다양한 유전체 데이터를 활용하여 인간의 발생과정과 질병의 원인을 연구합니다. 자폐로 진단 받은 이들의 전장유전체 데이터를 이용하여, 연관된 유전자를 탐색하고 자폐의 특성에 영향을 미치는 유전변이를 연구합니다. 또한 싱글셀 전사체 및 멀티오믹스 기술을 이용하여, 태아부터 성인에 이르기까지 뇌 발생이나 난치암의 발생 기전 등을 연구합니다. 연구실은 클라우드 컴퓨팅 및 인공지능 기술을 폭넓게 활용하여, 대규모 바이오 데이터로부터 다양한 생물학적 현상을 관찰하고 질병의 원인 인자를 발굴하는 연구를 수행하고 있습니다.

주요 연구 분야

• Genomics for complex disease
• Bioinformatics
• AI (Artificial Intelligence) for biology

연구실 소개

후천적 면역반응의 항상성 (활성과 탈진) 조절 기작을 연구하고, 이들의 문제로 야기되는 질병, 특히 B세포 혈액암의 발병 기전과 치료 전략을 연구.
B세포 면역의 특징인 항체면역반응 등을 활용한 항암면역치료 전략을 연구.

주요 연구 분야

• Ligand-indeoendent cytokine receptor self-signaling - '세포표면 분자-줄다리기 현상'으로 인한 '리간드 독립적인 수용체 자체활성 기작'을 규명하여 1). 세포 발달의 새로운 기작과 2). 암발생과정을 연구하여 면역학적 패러다임을 전환하고, 이를 3). 혈액암, 고형암, 자가면역질환 치료에 응용
• Anti-cancer bispecific antibody - 나쁜 암치료 예후를 예측하는 세포표면바이오마커를 표적하는 Bispecific antibody를 개발
• Engeneering 'B-helper cell' - Tonic ICM (immunce checkpoint molecule) signaling을 활용하여 'B-helper cell'을 engeneering
• CIL-CAR-NK cell - 새로운 형태의 지질-결합 단백질 구조(CIL)(Nature,2020)를 응용한 CIL-CAR (Conserved intracellular loop-chiemeric antigen receptor)-NK cell 개발

연구실 소개

유지화학연구실은 식품유지에 대한 포괄적인 연구를 수행하는 연구실로서 최근 연구는 기능성식품 유지소재에 대한 연구, 식품 유지성분을 원료로 하여 바이오디젤과 같은 환경친화적 비 식품 소재를 개발하는 연구, 유해가능 성분인 트랜스 지방을 저감화 하는 연구, 토코페롤, 토코트라이에놀, 감마오리자놀, 파이토스테롤과 같은 미량 유용성 지질 성분을 green solvent로 알려진 초임계 이산화탄소 (Supercritical carbon dioxide)를 이용하여 분리농축 하는 연구를 수행하고 있다

주요 연구 분야

• 트랜스지방 저감화를 위한 효소적 에스테르 반응 적용
• 선택적 효소적 방법을 이용한 기능성지방산들 (DHA, EPA, PLA, SDA등) 농축
• 효소적 방법을 이용한 오메가-3 고함유 인지질 및 Phytosterol ester 합성r
• 코코아버터 대체유지 및 모유지방 대체유지 생산을 위한 효소적 기술 개발
• 초임계 이산화탄소 (Supercritical carbon dioxide)를 이용한 기능성 phytochemicals (Tocopherol, tocotrienol, phytosterol등) 추출, 분리, 농축
• 효소적 에스테르 반응을 이용한 바이오디젤 합성
• 계면활성제 생산을 위한 초저온 에스테르 반응 개발

주요 연구기자재

• Spectrophotometer
• HPLC 1 with ELSD detector
• HPLC 2 with UV/VIS, and fluorescence detector
• Gas chromatography 1 with FID
• Gas chromatography 2 with FID and TCD
• pH stat titrator
• Karl fisher moisture analyzer
• Supercritical fluid extraction system
• Supercritical reactor with view cell reactor
• Supercritical reactor with magnetic drive
• PBR (Packed Bed Reactor) system for enzyme reaction
• Lab scale oil refining system
• Preparative liquid chromatography
• Vacuum reaction system for enzyme reaction
• 기타 기초 연구장비들

연구실 소개

유전체분석 연구실(Genomic Analysis Laboratory)는 유전 변이(Genetic variants)의 발생과 이들이 미치는 기능적 형질 변화를 대규모 유전체 데이터 분석을 통해 연구합니다. 특히, 세포 분열 과정 중 체내에 축적되는 체성 유전 변이(Somatic mutation)와 이로 인해 각 세포 집단이 독자적인 유전체 패턴을 형성하는 체세포 모자이크 현상(Somatic mosaicism)을 중점적으로 다룹니다.
우리 연구실은 대규모 유전체 서열 데이터에서 체세포 모자이크 현상을 검출하기 위한 실험적 및 분석적 방법론을 개발하며, 검출된 체성 유전 변이의 Mutational signature 분석을 통해 변이의 발생 원인을 추적합니다. 나아가, 변이계통(Mutational lineage) 분석을 활용해 실험적으로 접근하기 어려운 인체의 초기 발생 과정을 연구합니다.
또한, 다양한 multi-omic 데이터와의 통합 분석을 통해 체성 유전 변이의 기능적 해석을 수행하며, 이를 통해 체성 유전 변이가 인체의 발달 과정과 노화, 그리고 다양한 질병과의 연관성에 미치는 영향을 탐구합니다.

주요 연구 분야

• 단일 세포 및 초고해장도 전장유전체 서열 데이터 분석을 통한 초고감도 체성 유전변이 검출
• 발달, 노화, 및 질병 발생 메커니즘 규명을 위한 모자이크 유전체 분석
• 다중 오믹스 데이터의 통합 분석을 통한 유전 변이의 기능적 해석