Integrative Omics Lab
바이오메디컬학과
신태환
Integrative Omics Lab(통합오믹스 연구실)은 생명현상의 복잡한 기전과 다양한 생물학적 변화를 심층적으로 이해하기 위해 통합오믹스 기반의 다학제 융합 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 전사체학, 단백체학, 대사체학 등 다양한 오믹스 데이터를 최신 분석장비와 생물정보학적 기법을 활용하여 수집 및 통합 분석함으로써, 생명체 내에서 일어나는 다양한 현상의 유기적 상관관계를 규명하고자 합니다.
특히, 환경 및 산업 유래 미세입자가 인체 및 생명체에 미치는 독성 기전과 그 제어 방법에 대한 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다. 미세입자에 노출된 세포 및 조직에서 나타나는 대사, 유전자, 단백질 수준의 변화를 통합적으로 분석하여, 미세입자와 질환 간의 연관성을 밝히고, 유해성을 최소화할 수 있는 대응 전략을 개발하고 있습니다. 이를 통해 환경보건 및 산업안전 분야에서의 과학적 근거를 마련하고, 사회적 문제 해결에 기여하고 있습니다.
또한, 본 연구실은 노화의 생물학적 기전 규명과 역노화(노화의 역전) 현상에 대한 연구도 활발히 수행하고 있습니다. Yamanaka factors와 같은 역분화 인자를 활용하여 노화 관련 질환의 치료 가능성을 모색하며, 신규 노화 조절인자를 발굴하여 건강수명 연장 및 맞춤형 치료 전략 개발에 힘쓰고 있습니다. 이러한 연구는 고령화 사회에서의 보건의료 혁신에 중요한 역할을 하고 있습니다.
연구실은 다양한 학문 분야와의 협업을 통해 생명과학, 의학, 환경과학, 데이터사이언스 등 여러 분야의 최신 지식과 기술을 융합하고 있습니다. 이를 바탕으로 바이오 빅데이터 분석, 생물정보학, 분자생물학 등 첨단 연구를 선도하며, 질병 진단 및 치료, 환경 독성 평가, 맞춤형 의료 등 다양한 분야에서 혁신적인 연구성과를 창출하고 있습니다.
앞으로도 Integrative Omics Lab은 통합오믹스와 다학제 융합 연구를 통해 생명현상의 본질을 밝히고, 바이오헬스 및 정밀의료 분야에서 세계적인 연구실로 도약하기 위해 지속적으로 노력할 것입니다.
통합오믹스를 이용한 다학제 융합 연구
본 연구실은 생명현상의 복잡성과 다양한 생물학적 기전의 상호작용을 이해하기 위해 통합오믹스(Integrated Omics) 기반의 다학제 융합 연구를 수행하고 있습니다. 전사체학(Transcriptomics), 단백체학(Proteomics), 대사체학(Metabolomics) 등 다양한 오믹스 데이터를 최신 분석장비를 통해 수집하고, 이를 통합적으로 분석하여 생명현상 전반에 걸친 유기적 상관관계를 규명하고자 합니다. 이러한 접근법은 기존의 단일 오믹스 분석이 가지는 한계를 극복하고, 복잡한 생물학적 시스템 내에서 발생하는 다양한 변화를 보다 정밀하게 파악할 수 있게 해줍니다.
연구실에서는 수집된 대규모 바이오 빅데이터를 바탕으로 생물정보학적 기법과 분자생물학적 분석을 결합하여, 질병의 발병 메커니즘, 환경 및 산업 유래 독성물질의 영향, 그리고 세포 내 다양한 신호전달 경로의 변화를 심층적으로 연구합니다. 특히, 각 오믹스 데이터 간의 상호작용 및 네트워크 분석을 통해 새로운 생물학적 인사이트를 도출하고, 이를 통해 질병 진단 및 치료법 개발에 기여하고 있습니다.
이러한 통합오믹스 연구는 다양한 학문 분야와의 협업을 통해 이루어지며, 생명과학, 의학, 환경과학, 데이터사이언스 등 여러 분야의 최신 지식과 기술을 융합합니다. 앞으로도 본 연구실은 다학제적 접근을 통해 생명현상의 본질을 밝히고, 바이오헬스 및 정밀의료 분야에서 혁신적인 연구성과를 창출하는 것을 목표로 하고 있습니다.
환경 및 산업 유래 미세입자의 독성 기전 및 제어
본 연구실은 환경 및 산업 현장에서 발생하는 미세입자가 인체 및 생명체에 미치는 독성 기전과 그 제어 방법에 대한 연구를 중점적으로 수행하고 있습니다. 미세입자는 대기오염, 산업공정, 생활환경 등 다양한 경로를 통해 노출될 수 있으며, 이로 인한 건강 피해가 사회적으로 큰 이슈가 되고 있습니다. 이에 따라, 미세입자가 세포 및 조직에 미치는 영향을 통합오믹스 분석법을 활용하여 다각적으로 규명하고 있습니다.
특히, 미세입자에 노출된 세포 내에서 발생하는 대사 변화, 유전자 발현 변화, 단백질 변형 등을 다층적으로 분석함으로써, 미세입자가 유발하는 독성의 분자적 메커니즘을 심층적으로 파악합니다. 또한, 미세입자와 질환(예: 심혈관 질환, 신경계 질환 등) 간의 연관성을 밝히고, 미세입자의 유해성을 최소화할 수 있는 대응 전략을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 이를 위해 다양한 실험 모델과 첨단 분석기술을 활용하여, 실제 환경 및 산업 현장에서의 적용 가능성을 높이고자 합니다.
이 연구는 환경보건 및 산업안전 분야에서 매우 중요한 의미를 가지며, 미세입자에 의한 건강 피해를 예방하고, 안전한 생활환경 조성에 기여할 수 있는 과학적 근거를 제공합니다. 앞으로도 본 연구실은 미세입자 독성 연구를 통해 사회적 문제 해결에 앞장서고, 관련 정책 및 기술 개발에도 적극적으로 참여할 계획입니다.
역노화 기전 연구 및 신규 노화 조절인자 발굴
현대 사회에서 노화와 관련된 질환(퇴행성 뇌질환, 근감소증, 관절염, 심혈관 질환 등)은 인구 고령화와 함께 중요한 보건의료 문제로 대두되고 있습니다. 본 연구실은 노화의 생물학적 기전을 규명하고, 역노화(노화의 역전) 현상을 유도할 수 있는 새로운 조절인자를 발굴하는 데 집중하고 있습니다. 최근 Yamanaka factors(OCT4, SOX2, KLF4, MYC)와 같은 역분화 인자를 활용한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 본 연구실도 이러한 최신 연구 동향을 반영하여 다학제 융합적 접근을 시도하고 있습니다.
연구실에서는 다양한 오믹스 데이터와 분자생물학적 분석을 통해 노화와 관련된 유전자, 단백질, 대사체의 변화를 체계적으로 분석합니다. 이를 바탕으로 노화의 진행을 억제하거나 역전시킬 수 있는 핵심 인자를 선별하고, 실제 생체 내에서의 기능을 검증합니다. 또한, 노화 관련 질환의 치료법 개발을 위해 신규 노화 조절인자의 작용 메커니즘을 심층적으로 연구하고, 이를 활용한 맞춤형 치료 전략을 제시하고 있습니다.
이러한 연구는 노화의 근본 원인에 대한 이해를 높이고, 건강수명 연장 및 노화 관련 질환의 예방·치료에 새로운 패러다임을 제시할 수 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 역노화 및 노화 조절 연구를 선도하며, 바이오헬스 분야의 혁신적 발전에 기여할 것입니다.
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Merkel cells and corpuscles of Stannius as putative targets for polyethylene terephthalate microfibers in sheepshead minnow larvae.
Jin Soo Choi, Soyoung An, Tae Hwan Shin, Wan-Seob Cho, June-Woo Park
Ecotoxicology and Environmental Safety, 2024
2
Disruption of phosphofructokinase activity and aerobic glycolysis in human bronchial epithelial cells by atmospheric ultrafine particulate matter.
Su Hwan Park, Gyuri Kim, Gi-Eun Yang, Hye Jin Yun, Tae Hwan Shin, Sun Tae Kim, Kyuhong Lee, Hyuk Soon Kim, Seok-Ho Kim, Sun-Hee Leem, Wan-Seob Cho, Jong-Ho Lee
Journal of Hazardous Materials, 2024
3
Reduced lysosomal activity and increased amyloid beta accumulation in silica‑coated magnetic nanoparticles‑treated microglia.
Tae Hwan Shin, Gwang Lee
Archives of Toxicology, 2024
1
기계학습과 3차원 나노섬유 세포배양법을 이용한 면역억제 펩타이드 개발과 동정 연구