동아대학교
분자유전공학과
남재성
동아대학교 응용생명과학과 남재성 교수 연구실은 식물생명공학 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 식물의 이차대사산물, 특히 건강기능성 및 약리적 가치가 높은 시린진(syringin), 코니페린(coniferin) 등 모노리그놀 배당체의 대량생산을 위한 효소공학 및 대사공학적 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다. 이를 위해 다중 유전자 발현 시스템, 유전자 재조합 기술, 대사경로 조절 등 첨단 분자생명공학 기법을 적극적으로 활용하고 있습니다.
또한, 식물의 병 저항성 및 면역반응에 관한 분자생물학적 기작 규명에도 많은 노력을 기울이고 있습니다. Arabidopsis, 벼, 콩 등 다양한 작물을 대상으로 병원균 저항성 유전자 및 신호전달 경로, 단백질 분해 시스템, 전사조절인자 등의 기능을 분석하여, 식물체가 병원균 침입에 어떻게 대응하는지에 대한 심층적인 이해를 도모하고 있습니다. 이러한 연구는 내병성 작물 개발 및 농업 생산성 향상에 중요한 기초 자료를 제공하고 있습니다.
연구실은 다양한 특허 출원과 기술이전, 산학협력 프로젝트를 통해 연구성과의 실용화에도 힘쓰고 있습니다. 고부가가치 기능성 생물소재 개발, 대량생산 시스템 구축, 내병성 작물 육종 등 산업적 응용 가능성이 높은 연구를 활발히 추진하고 있으며, 국내외 학술대회 및 저명 학술지에 꾸준히 연구 결과를 발표하고 있습니다.
이외에도, Agrobacterium을 이용한 식물 형질전환 기술 개발, 인산 운반체 및 탈인산화효소 유전자 연구, 다양한 식물의 조직배양 및 유전자 도입 시스템 확립 등 식물생명공학의 다양한 분야에서 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 식품, 의약, 화장품 등 다양한 산업 분야에 적용 가능한 혁신적 기술 개발에 앞장서고 있습니다.
남재성 교수 연구실은 창의적이고 융합적인 연구를 바탕으로, 미래 식물생명공학의 발전과 지속가능한 농업·바이오산업의 혁신에 기여하고 있습니다. 학생 및 연구원들에게는 첨단 연구 경험과 실무 역량을 쌓을 수 있는 최적의 연구 환경을 제공하고 있습니다.
식물의 이차대사산물 대량생산을 위한 효소공학 및 대사공학
본 연구실은 식물의 이차대사산물, 특히 시린진(syringin)과 코니페린(coniferin)과 같은 모노리그놀 배당체의 대량생산을 목표로 효소공학과 대사공학적 접근을 활발히 수행하고 있습니다. 이를 위해 다양한 식물 유래 유전자, 예를 들어 UGT72E3/2, Myb63, F5H 등을 조합하여 다중 유전자 발현 시스템을 개발하고, 이 시스템을 식물체에 도입함으로써 기능성 이차대사산물의 생산량을 극대화하고 있습니다. 이러한 연구는 식물의 대사경로를 정밀하게 조절하여 고부가가치 생리활성 물질의 효율적 생산을 가능하게 합니다.
특히, 대사공학적 기법을 통해 페닐프로파노이드 생합성 경로를 조절하고, 효소공학적으로 당전이효소의 특이성과 활성을 향상시켜 식물체 내에서 목표 물질의 축적을 유도합니다. 실험적으로는 유전자 재조합 기술, 형질전환 식물체 제작, 대사체 분석, 효소 활성 측정 등 다양한 분자생물학적 및 생화학적 방법론이 활용됩니다. 이를 통해 식의학적으로 유용한 기능성 소재의 대량생산 기반을 마련하고 있습니다.
이러한 연구는 건강기능식품, 의약품, 화장품 등 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있는 고부가가치 식물 소재 개발에 기여하고 있습니다. 또한, 특허 출원 및 기술이전 등 실용화 연구도 활발히 이루어지고 있으며, 국내외 학술대회 및 국제저널을 통해 연구성과를 지속적으로 발표하고 있습니다.
식물병 저항성 및 면역반응의 분자생물학적 기작 규명
연구실은 식물의 병 저항성 및 면역반응에 관여하는 유전자와 신호전달 경로의 분자생물학적 기작을 심도 있게 연구하고 있습니다. 대표적으로 Arabidopsis와 벼, 콩 등 주요 작물을 대상으로 병원균에 대한 저항성 유전자(R gene)와 신호전달 단백질, 전사조절인자, 단백질 분해 시스템(E3 리가아제, 프로테아좀 등)의 기능을 규명하고 있습니다. 이를 통해 식물체가 병원균의 침입을 인식하고 방어반응을 유도하는 일련의 분자적 과정을 밝히고 있습니다.
특히, 살리실산(SA) 및 자스몬산(JA) 신호전달, SUMO화, 단백질 분해, 유전자 발현 조절 등 다양한 면역반응 조절 메커니즘을 연구하며, Agrobacterium을 이용한 형질전환 효율에 영향을 주는 식물 유전자도 분석하고 있습니다. 또한, 다양한 병원균(곰팡이, 세균, 바이러스)에 대한 저항성 유전자 탐색 및 기능 분석을 통해, 작물의 내병성 품종 개발에 필요한 기초 지식을 축적하고 있습니다.
이러한 연구는 식량안보와 농업 생산성 향상에 직접적으로 기여할 수 있으며, 분자육종 및 유전자 편집 기술과 연계하여 실질적인 내병성 작물 개발로 이어질 수 있습니다. 또한, 식물-병원균 상호작용의 새로운 분자적 원리를 규명함으로써, 식물 생명공학 및 분자식물병리학 분야의 학문적 발전에도 크게 이바지하고 있습니다.
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Fine mapping and identification of candidate rice genes associate with qSTV11SG, a major QTL for rice stripe disease resistance.
Tackmin Kwon, Jong-Hee Lee, Soo-Kwon Park, Un-Ha Hwang, Jun-Hyun Cho, Do-Yeon Kwak, Yeong-Nam Youn, Un-Sang Song, Jaesung Nam, Hang-Won Kang, Min-Hee Nam, Dong-Soo Park
Theor. Appl. Genet., 2012
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Overexpression of AtCAF1, CCR4-associated factor 1 homologue in Arabidopsis thaliana, negatively regulates wounding-mediated disease resistance.
Tackmin Kwon, Young-Byung Yi, Jaesung Nam
J Plant Biotechnol., 2011
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Development of Agrobacterium-mediated Transformation Method for Domestically Bred Chrysanthemum Cultivar 'Moulinrouge' and Genetic Change of Leaf Morphology Using AtSICKLE Gene.
Kim YH., Park, HM., Jung, JY., Kwon, TM., Jeong, SJ., Yi, YB., Kim, GT, Nam J.
Korean J. Horticultural Science & Technology, 2010
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[3차년도]고부가가치 기능성 생물 소재 모노리그놀 배당체 대량 생산용 식물 형질전환체 개발과 기능 검증
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[2차년도]고부가가치 기능성 생물 소재 모노리그놀 배당체 대량 생산용 식물 형질전환체 개발과 기능 검증
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[1차년도]고부가가치 기능성 생물 소재 모노리그놀 배당체 대량 생산용 식물 형질전환체 개발과 기능 검증
