본 연구실은 병원성 세균, 특히 세균성 이질균(Shigella spp.)과 콜레라균(Vibrio cholerae)의 유전체 분석을 통해 이들 병원균의 발병기작을 분자생물학적으로 규명하는 데 중점을 두고 있습니다. 유전체 분석을 통해 병원균의 진화, 변이, 그리고 전 세계적 확산 양상을 파악하며, 이를 바탕으로 새로운 병원성 인자와 유전적 특성을 밝혀내고 있습니다. 특히, 콜레라균의 경우 7차 팬데믹을 일으킨 El Tor 변이주와 그 유전적 변화를 추적하여, CTX 파지의 구조적 다양성과 병원성 인자의 발현 조절 메커니즘을 연구합니다. 이를 위해 다양한 차세대 염기서열 분석(NGS) 기술과 분자생물학적 기법을 활용하여, 병원균의 유전체 내 변이와 그 기능적 의미를 심층적으로 분석합니다. 이러한 연구는 감염병의 유행 양상과 병원균의 진화적 적응 전략을 이해하는 데 기여하며, 궁극적으로는 백신 개발, 신속 진단법 개발, 그리고 감염병 예방 및 통제 전략 수립에 중요한 과학적 근거를 제공합니다.

연구실은 LAMP(Loop-mediated Isothermal Amplification) 기술을 활용한 신속하고 민감한 분자진단법 개발에 앞장서고 있습니다. LAMP는 등온 조건에서 DNA를 증폭할 수 있는 기술로, 기존 PCR에 비해 장비와 시간이 적게 소요되며, 현장 진단에 적합한 장점이 있습니다. 본 연구실은 LAMP를 이용하여 콜레라균, 이질균, 폐렴구균, 수막구균 등 다양한 병원성 세균의 신속 진단법을 개발하고 있습니다. 특히, 임상 검체(혈액, 뇌척수액, 가래 등)에서 직접 병원균을 검출할 수 있는 LAMP 진단법의 민감도와 특이도를 높이기 위한 프라이머 설계, 반응 조건 최적화, 임상 적용성 평가 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 항생제 내성 유전자(예: 베타락타마제 유전자) 검출을 위한 LAMP 진단법도 개발하여, 병원 내 감염관리 및 항생제 내성 감시체계 구축에 기여하고 있습니다. 이러한 LAMP 기반 진단법은 저자원 환경이나 신속한 현장 진단이 필요한 상황에서 매우 유용하게 활용될 수 있으며, 실제로 국내외 임상 현장에서 그 효용성이 입증되고 있습니다. 연구실은 앞으로도 다양한 감염병 진단에 적용 가능한 분자진단 플랫폼을 지속적으로 개발할 계획입니다.

본 연구실은 병원성 세균과 숙주(인간 및 동물) 간의 상호작용 메커니즘을 분자 수준에서 규명하는 연구를 수행하고 있습니다. 세균이 숙주 세포에 침입할 때 사용하는 다양한 효과기 단백질과 이들의 작용 기전을 밝히고, 숙주 면역반응의 조절 및 회피 전략을 분석합니다. 특히, Shigella의 OspF, OspG와 같은 효과기 단백질이 숙주 세포 내 신호전달 및 염색질 변형에 미치는 영향을 연구하여, 세균 감염의 병리학적 기전을 심층적으로 탐구합니다. 이와 더불어, 병원성 세균의 주요 항원 및 면역원성을 분석하여 새로운 백신 후보를 발굴하고, 동물모델을 이용한 백신 효능 평가도 활발히 진행 중입니다. 예를 들어, 콜레라균의 TcpA, CTB 등 주요 항원을 활용한 경구용 콜레라 백신 개발, Shigella의 표면 단백질을 이용한 범용 백신 후보 연구 등이 대표적입니다. 이러한 연구는 감염병 예방을 위한 효과적인 백신 개발뿐만 아니라, 세균 감염에 대한 근본적인 이해를 높여 궁극적으로 공중보건 향상에 기여하고 있습니다.