이 연구 주제는 다양한 동물군의 분류학적 위치와 진화적 관계를 분자 수준에서 규명하는 데 초점을 둔다. 연구실은 절지동물, 거미류, 다지류, 선형동물, 어류 등 폭넓은 분류군을 대상으로 핵 및 미토콘드리아 유전자 서열을 비교하여 종 간 유연관계와 상위 분류체계의 타당성을 검증한다. 전통적 형태분류만으로 해결하기 어려운 계통적 논쟁을 분자자료로 재해석함으로써 동물 다양성의 기원과 진화 경로를 보다 정밀하게 이해하고자 한다. 특히 미토콘드리아 단백질 및 유전체 기반 계통분석은 연구실의 대표적 강점으로, 절지동물 내 주요 분기군의 관계를 밝히는 데 중요한 기여를 해왔다. Nature에 발표된 다지류와 협각류의 근연관계 연구, 투구게의 완전 미토콘드리아 유전체를 활용한 협각류 계통 연구, 18S rDNA를 활용한 선형동물 분류군의 단일계통성 검증 등은 이 연구실이 분자계통학의 핵심 문제를 지속적으로 다루어 왔음을 보여준다. 이러한 연구는 계통수 재구성뿐 아니라 유전자 배열, 염기 조성, 코돈 사용 양상 등 진화적 신호를 통합적으로 해석하는 방식으로 발전하고 있다. 이 연구의 학문적 의의는 생물다양성 이해와 분류체계 정립에 그치지 않고, 보전생물학과 생태학, 교육 분야로도 확장된다는 점에 있다. 정확한 분류와 계통 정보는 멸종위기종 관리, 자생종 보호, 생물자원 목록화의 기초 자료가 되며, 국가 생물종 목록이나 독도 생물다양성 연구와도 긴밀히 연결된다. 앞으로는 전장 유전체와 비교유전체학을 접목해 보다 깊은 진화 시간대의 계통관계를 규명하고, 복잡한 분지 구조를 설명할 수 있는 통합 진화모형 구축으로 이어질 가능성이 크다.

이 연구 주제는 동물의 미토콘드리아 유전체를 중심으로 유전자 구성, 배열, 염기 조성, 코돈 사용, 구조적 특징을 비교 분석하여 진화적 패턴을 밝히는 데 중점을 둔다. 미토콘드리아 유전체는 크기가 비교적 작고 진화속도가 빨라 분자계통학과 종 동정, 집단유전학 연구에 매우 유용한 표지로 활용된다. 연구실은 다양한 후생동물의 완전 미토콘드리아 유전체를 확보하고 이를 바탕으로 계통 재구성 및 유전체 진화 양상을 해석하는 연구를 수행해 왔다. 대표적으로 Mitome 데이터베이스 구축은 이 연구실의 비교유전체 연구 역량을 잘 보여준다. 이 시스템은 동물 미토콘드리아 유전체의 염기 빈도, A+T skew, 유전자 배열, 계통수 재구성 기능 등을 통합적으로 제공하여 연구자들이 계통 및 진화 정보를 동적으로 탐색할 수 있도록 설계되었다. 단순한 서열 저장을 넘어 웹 기반 시각화, 사용자 선택형 비교분석, 유전자 배열 상동성 탐색 등 생명정보학적 기능을 제공함으로써 미토콘드리아 유전체 연구의 접근성과 활용도를 크게 높였다. 향후 이 연구는 전장 유전체 기반 계통연구와 결합하면서 더 큰 확장성을 가진다. 미토콘드리아 유전체는 빠른 진화신호를 제공하고, 핵 유전체는 보다 안정적인 계통 정보를 제공하므로 두 자료를 통합하면 진화사 해석의 신뢰도가 높아진다. 또한 미토콘드리아 비교유전체학은 종 보전, 계통지리, 환경변화에 대한 적응 연구의 기초 자료로 활용될 수 있으며, 데이터베이스와 생명정보학 도구의 고도화를 통해 동물 유전체 연구 인프라 구축에도 중요한 역할을 하게 된다.

이 연구 주제는 자생동물과 지역 생물상의 다양성을 계통, 분포, 유전적 변이의 관점에서 분석하여 보전과 관리 전략 수립에 기여하는 것을 목표로 한다. 연구실의 저서와 프로젝트 이력에서 확인되듯이 독도 생물다양성, 국가생물종목록, 자생동물 특성연구 등은 단순한 종 목록 작성이 아니라 분류학·분자생물학·생태학을 통합한 종합적 생물다양성 연구로 이어지고 있다. 이는 특정 지역의 생물상이 지닌 고유성과 진화적 가치를 과학적으로 규명하는 데 중요한 기반이 된다. 계통지리학적 접근은 같은 종이라도 지역 간 유전적 계통이 어떻게 나뉘는지, 과거 지리적 격리와 환경 변화가 현재의 개체군 구조에 어떤 영향을 주었는지를 밝히는 데 유용하다. 연구실은 쉬리와 같은 한국 고유종 담수어류의 마이크로새틀라이트 마커 개발, 해안성 갑각류와 연체동물의 유전변이 분석, 멸종위기 포유류와 무척추동물의 미토콘드리아 유전체 연구 등을 통해 개체군 수준의 유전다양성과 분포 역사를 추적해 왔다. 이러한 연구는 종 보전 우선순위를 결정하고, 개체군 단위의 관리 정책을 설계하는 데 실질적 근거를 제공한다. 최근에는 기후변화에 대응하는 곤충의 분자적 적응진화 연구와 자생동물 보전 프로젝트로 연구 범위가 확대되고 있다. 이는 생물분류학과 진화학, 개체군유전학, 오믹스, 생명정보학을 결합하여 환경변화 속 생물의 적응 가능성과 취약성을 예측하려는 시도라 할 수 있다. 앞으로 이 연구는 생태계 회복력 평가, 적색목록 관리, 보전정책 수립, 지역 생물자원 관리체계 구축 등 사회적 수요가 큰 영역에서 더욱 중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다.