김혜정 연구실
분자유전공학과
김혜정
김혜정 연구실은 분자유전공학을 기반으로 콩을 중심으로 한 식물의 유전적 개량 및 기능성 강화 연구를 선도하고 있습니다. 연구실은 아그로박테리움 매개 형질전환, RNA 간섭(RNAi), CRISPR/Cas9 기반 유전자 편집 등 첨단 분자생명공학 기술을 활용하여, 콩의 내재적 유전자를 조작하거나 외래 유전자를 도입함으로써 기존 품종보다 뛰어난 내성 및 기능성을 갖는 새로운 콩 품종을 개발하고 있습니다.
특히, 가뭄, 염분, 바이러스 등 다양한 환경 스트레스에 강한 콩을 개발하는 데 주력하고 있으며, ABF3, AtSZF2, AtYUCCA6 등 다양한 유전자를 도입하여 콩의 생리적 반응과 생장 특성을 개선하는 연구를 수행하고 있습니다. RNAi 기술을 활용한 콩 모자이크 바이러스(SMV) 내성 증진 연구는 국내외에서 높은 평가를 받고 있으며, 관련 특허도 다수 보유하고 있습니다.
또한, 연구실은 콩의 영양성분 및 산업적 가치 증진을 위한 분자육종 연구에도 집중하고 있습니다. 베타카로틴, 시린진, 알파-리놀렌산 등 건강에 유익한 성분의 함량을 높이기 위한 유전자 조작 및 형질전환 기술을 개발하여, 기능성 GM 콩 품종을 다수 확보하였으며, 항영양성분 및 알레르기 유발 성분 저감 콩 개발에도 성공하였습니다. 이러한 연구는 식품 및 사료 산업에서의 활용 가능성을 높이고, 소비자 건강 증진에 기여하고 있습니다.
연구실은 다수 유전자 동시 도입(co-transformation) 모델 개발, 콩의 대량 형질전환체 생산, 유전적 다양성 평가 및 품종 판별을 위한 유전표지 개발 등 다양한 국가 연구과제를 수행하며, 농업 생산성 향상과 품질 개선, 지속가능한 농업 실현에 앞장서고 있습니다. 또한, 연구 결과를 바탕으로 국내외 저명 학술지에 다수 논문을 발표하고, 실용화 가능한 기술을 특허로 출원하여 산업적 가치 창출에도 기여하고 있습니다.
앞으로도 김혜정 연구실은 혁신적인 유전자 조작 기술과 분자육종 전략을 바탕으로, 미래 농업의 새로운 패러다임을 제시하고, 맞춤형 기능성 콩 품종 개발 및 산업화에 지속적으로 앞장설 계획입니다.
콩의 유전자 변형을 통한 기능성 및 내성 강화
김혜정 연구실은 콩을 대상으로 한 유전자 변형 연구에 중점을 두고 있습니다. 특히, 다양한 외부 스트레스(가뭄, 염분, 바이러스 등)에 대한 내성을 강화하기 위해 아그로박테리움 매개 형질전환, RNA 간섭(RNAi), CRISPR/Cas9 등 첨단 분자생명공학 기술을 적극적으로 활용하고 있습니다. 이를 통해 콩의 내재적 유전자를 조작하거나 외래 유전자를 도입하여, 기존 품종보다 뛰어난 내성 및 생장 특성을 갖는 새로운 콩 품종을 개발하고 있습니다.
연구실은 가뭄 저항성, 염분 저항성, 바이러스 저항성 등 다양한 환경 스트레스에 강한 콩을 개발하는 데 성공하였으며, 실제로 ABF3, AtSZF2, AtYUCCA6 등 다양한 유전자를 도입하여 콩의 생리적 반응과 생장 특성을 개선하였습니다. 또한, RNAi 기술을 활용하여 콩 모자이크 바이러스(SMV)에 대한 내성을 획기적으로 증진시킨 연구 결과는 국내외 학계에서 큰 주목을 받고 있습니다. 이러한 연구는 특허로도 이어져, 실질적인 산업적 가치 창출에 기여하고 있습니다.
이러한 유전자 변형 콩 개발 연구는 단순히 내성 강화에 그치지 않고, 농업 생산성 향상과 품질 개선, 나아가 식량 안보와 지속가능한 농업 실현에도 중요한 역할을 하고 있습니다. 연구실은 앞으로도 다양한 유전자원의 탐색과 혁신적 유전자 조작 기술 개발을 통해, 미래 농업의 새로운 패러다임을 제시하고자 합니다.
콩의 영양성분 및 산업적 가치 증진을 위한 분자육종
김혜정 연구실은 콩의 영양성분 개선과 산업적 가치 증진을 위한 분자육종 연구에도 활발히 참여하고 있습니다. 대표적으로, 베타카로틴, 시린진, 알파-리놀렌산 등 건강에 유익한 성분의 함량을 높이기 위한 유전자 조작 및 형질전환 기술을 개발하고 있습니다. 이를 위해 종자 특이적 발현 프로모터를 이용한 유전자 발현 조절, CRISPR/Cas9 기반 유전자 편집, 다중 유전자 동시 도입(co-transformation) 등 다양한 분자생물학적 접근법을 적용하고 있습니다.
연구실은 베타카로틴 함량이 대폭 증가된 콩, 시린진 및 콘페린 등 기능성 성분이 강화된 콩, 알파-리놀렌산 함량이 높아진 콩 등 다양한 기능성 GM 콩을 개발하였으며, 이들 품종은 영양학적 가치뿐만 아니라 식품 및 사료 산업에서의 활용 가능성도 높게 평가받고 있습니다. 또한, 항영양성분 및 알레르기 유발 성분을 저감한 콩 개발을 통해 소비자 건강 증진과 산업적 활용도를 동시에 추구하고 있습니다.
이러한 연구는 콩의 품질 향상과 더불어, 미래 식량 자원의 다양화와 고부가가치 농산물 개발에 중요한 기여를 하고 있습니다. 연구실은 앞으로도 유전체 정보와 분자육종 기술을 융합하여, 맞춤형 기능성 콩 품종 개발 및 산업화에 앞장설 계획입니다.
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Conferring non-strain-specific resistance to a potyvirus via overexpression of mutant potyviral coat proteins in soybean
김혜정, 정영수, 권선정, 김명휘, Phu-Tri TRan, 정영수, 김국형, 서장균
JOURNAL OF INTEGRATIVE PLANT BIOLOGY, 2025
2
Overexpression of R2R3？MYB IbMYB1a induces anthocyanin pigmentation in soybean cotyledon
김혜정, 염완우, 이진환, 정유정, 최홍규, 정호원, 허재복, 김차영, 정영수
Plant Cell Reports, 2024
3
Mutation of storage protein gene using CRISPR/Cas9 removed α′-subunit of β-conglycinin in soybean seeds
김혜정, 하다현
PLANT BIOTECHNOLOGY REPORTS, 2023
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[1차년도]콩에 다수 유전자 동시 도입을 위한 co-transformation 모델 개발
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[2차년도]콩에 다수 유전자 동시 도입을 위한 co-transformation 모델 개발
