진화생물학은 생물 종의 기원, 다양성, 그리고 유전적 변화를 연구하는 학문으로, 최상철 연구실은 유전체 분석을 통해 다양한 생물 종의 진화 과정을 심층적으로 탐구하고 있습니다. 특히, 미토콘드리아 및 엽록체 유전체의 완전 서열 분석을 통해 식물과 동물의 계통 발생 및 진화적 관계를 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 한국 고유종을 포함한 다양한 생물 종의 유전적 특성을 밝히는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 연구실에서는 최신 대용량 서열 분석 기술을 활용하여 미생물, 식물, 동물 등 다양한 생물 종의 유전체 데이터를 수집하고, 이를 바탕으로 계통수 추정, 종 분화, 유전자 흐름 및 수평적 유전자 이동 현상을 분석합니다. 예를 들어, Carex pseudochinensis와 같은 한국 고유 식물의 미토콘드리아 유전체 분석을 통해 근연 종과의 진화적 유연관계를 밝혀내고, Streptococcus와 같은 병원성 미생물의 유전체를 분석하여 병원성의 진화적 기원을 추적합니다. 이러한 연구는 생물 다양성 보전, 신종 발견, 그리고 병원체의 진화적 특성 이해에 기여하며, 나아가 유전체 기반의 진화생물학 연구 방법론을 발전시키는 데 중요한 토대를 제공합니다. 또한, 다양한 생물 종의 유전체 데이터를 통합적으로 분석함으로써, 생명과학 전반에 걸친 진화적 패턴과 메커니즘을 규명하는 데 앞장서고 있습니다.

최상철 연구실은 미생물 유전체역학을 기반으로 감염병의 전파 경로와 진화적 특성을 분석하는 연구에 집중하고 있습니다. 대용량 서열 분석 기술과 베이지언 통계 모델, 그리고 다양한 계산생물학적 방법론을 활용하여, 조류독감, 아프리카돼지열병, 코로나19 등 다양한 감염병의 유전적 변이와 전파 경로를 추적합니다. 이를 통해 감염병의 확산 메커니즘을 밝히고, 효과적인 방역 전략 수립에 기여하고 있습니다. 연구실에서는 Oxford Nanopore와 같은 3세대 서열화 기술을 도입하여, 현장에서 신속하게 병원체의 유전체를 분석하고, 항균 저항성 유전자 탐지, 균주종 타이핑, 전염 계통수 추론 등 다양한 응용 연구를 수행합니다. 또한, 유전체 데이터와 역학 데이터를 통합하여 감염병의 발생 시기, 전파 경로, 그리고 감염원 추적에 대한 정밀한 분석을 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 방역 현장에서의 신속한 대응과 감염병 확산 억제에 실질적인 도움을 주고 있습니다. 이와 더불어, 미생물의 유전체 및 전사체 분석을 통해 병원체의 환경 적응, 항생제 내성, 유전자 재조합 등 진화적 특성도 심층적으로 연구하고 있습니다. 이를 통해 미생물 감염병의 발생과 확산을 이해하고, 미래의 신종 감염병에 대한 예측 및 대응 전략을 마련하는 데 중요한 과학적 근거를 제공하고 있습니다.