우리 연구실은 식중독 및 인수공통감염병을 유발하는 병원성 세균의 단백질 독소와 병원성 인자에 대한 분자적 기전을 심층적으로 연구하고 있습니다. 특히, Vibrio vulnificus와 같은 해양성 병원균이 분비하는 MARTX 독소의 구조, 기능, 그리고 숙주세포와의 상호작용을 규명하는 데 중점을 두고 있습니다. MARTX 독소는 다양한 effector 도메인을 통해 숙주 방어 시스템을 교란하고, 세포 사멸, 면역 회피, 감염 확산 등 다양한 병원성 효과를 유발합니다. 본 연구실은 이 독소의 발현 조절, 도메인별 기능, 그리고 숙주 내 신호에 따른 독소 활성화 메커니즘을 다각도로 분석하고 있습니다. 이러한 연구는 세균의 병원성 인자가 어떻게 숙주 환경에 적응하며, 감염 과정에서 어떤 역할을 하는지 이해하는 데 중요한 기초 자료를 제공합니다. 또한, 세균의 독소 유전자 발현을 조절하는 전사인자(HlyU, CRP, Lrp 등)와 환경 신호(아미노산, 당 등)에 따른 조절 네트워크를 규명함으로써, 병원균의 감염력 조절 및 새로운 항감염 전략 개발에 기여하고 있습니다. 최근에는 독소의 구조생물학적 분석과 동물 감염 모델을 활용하여, 독소의 작용 기전과 병원성 발현의 분자적 원리를 밝히고 있습니다. 이러한 연구 성과는 항생제 내성 문제를 극복할 수 있는 새로운 항병원성 전략(anti-virulence therapy) 개발에 중요한 기반이 됩니다. MARTX 독소와 같은 주요 병원성 인자를 표적으로 하는 저해제 개발, 독소의 숙주 신호 인식 메커니즘을 활용한 진단 및 치료법 제안 등 다양한 응용 연구로 확장되고 있습니다. 궁극적으로, 본 연구실의 세균 단백질 독소 연구는 식품 안전, 공중보건, 바이오의약 분야에서 혁신적인 해결책을 제시하는 데 기여하고 있습니다.

본 연구실은 박테리오파지와 엔도라이신을 활용한 식품 유해세균 제어 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 박테리오파지는 특정 세균을 선택적으로 감염 및 사멸시키는 바이러스로, 항생제 내성 문제에 대한 대안으로 주목받고 있습니다. 연구실에서는 식중독을 유발하는 Bacillus cereus, Escherichia coli O157:H7, Vibrio parahaemolyticus 등 다양한 식품 유래 병원균을 표적으로 하는 신규 박테리오파지의 분리, 특성 분석, 그리고 산업적 적용 가능성 평가를 진행하고 있습니다. 또한, 박테리오파지 유래 엔도라이신의 단백질 공학을 통해 내열성, 안정성, 살균 효율을 극대화하는 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 이와 더불어, 박테리오파지 및 엔도라이신의 장기 저장 및 식품 적용을 위한 안정화 기술 개발에도 집중하고 있습니다. 예를 들어, 당 및 염을 활용한 안정화 용액을 개발하여 상온에서 장기간 보관이 가능하도록 하였으며, 실제 식품(채소, 어패류 등)에 적용하여 식중독균의 실질적 감소 효과를 검증하였습니다. 또한, 박테리오파지와 엔도라이신을 조합하여 식품 표면의 바이오필름 제거, 식품 가공 환경의 위생 관리 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 이러한 연구는 식품 산업에서의 안전성 확보뿐만 아니라, 항생제 내성균 확산 방지, 친환경적 식품 보존 기술 개발 등 사회적 요구에 부응하는 혁신적 솔루션을 제공합니다. 박테리오파지 및 엔도라이신 기반 제어 기술은 기존의 화학적 살균제나 항생제에 비해 내성 발생 가능성이 낮고, 표적 세균에 대한 선택성이 높아 미래 식품 안전 및 공중보건 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

우리 연구실은 구강 마이크로바이옴과 미각(특히 쓴맛) 인지의 상호작용에 대한 융합 연구를 수행하고 있습니다. 구강 내 미생물 군집은 개인의 미각 민감도, 구강 건강, 전신 건강에 영향을 미치는 중요한 요소로 인식되고 있습니다. 본 연구실은 쓴맛 수용체의 유전적 다양성과 구강 마이크로바이옴의 조성이 어떻게 상호작용하여 미각 인지 및 구강 건강에 영향을 주는지 분자생물학적, 미생물유전체학적 접근을 통해 규명하고 있습니다. 특히, 쓴맛 민감도와 구강 내 핵심 미생물(keystone microbes) 또는 대사산물 간의 상관관계를 밝히고, 이들이 미각 인지 및 구강 질환(충치, 치주염 등)에 미치는 영향을 분석하고 있습니다. 또한, 다양한 미각(단맛, 신맛 등)과의 연관성, 그리고 미생물 대사산물이 미각 수용체 신호전달에 미치는 영향에 대한 연구도 병행하고 있습니다. 이를 위해 임상 샘플 수집, 16S rRNA 시퀀싱, 메타게놈 분석, 미각 테스트 등 다양한 융합 연구 방법론을 적용하고 있습니다. 이 연구는 맞춤형 식품 개발, 구강 건강 증진, 개인별 미각 특성에 기반한 영양 및 건강관리 전략 수립 등 다양한 분야로의 확장 가능성을 지니고 있습니다. 구강 마이크로바이옴과 미각 인지의 상호작용에 대한 심층적 이해는 미래의 기능성 식품, 바이오마커 개발, 개인 맞춤형 건강관리 등 혁신적 바이오헬스케어 산업 발전에 중요한 기초 자료로 활용될 것입니다.