본 연구실은 유전자 변형 마우스(GEM, Genetically-Engineered Mouse) 제작과 이를 활용한 다양한 질환 모델 개발 및 표현형 분석에 특화되어 있습니다. GEM은 특정 유전자를 변형, 제거, 혹은 과발현시켜 유전자의 기능을 체계적으로 규명할 수 있는 강력한 도구입니다. 이를 통해 인간 질환의 원인 유전자와 발병 기전을 밝히고, 신약 개발 및 치료 전략 수립에 필수적인 동물 모델을 구축합니다. 연구실은 국가마우스표현형분석사업단(KMPC) 및 국제마우스표현형분석컨소시움(IMPC)과 연계하여, 유전자 변형 마우스의 대사, 운동, 행동, 생리, 형태학적 표현형을 주령별로 정밀하게 분석합니다. 특히 대사성 질환, 비만, 당뇨, 신경계 질환 등 다양한 질환 모델에서 유전자와 표현형의 연관성을 규명하고, 환경적 요인(식이, 운동, 스트레스 등)이 유전자 기능에 미치는 영향을 통합적으로 연구합니다. 이러한 연구는 대규모 오믹스 데이터(전사체, 대사체 등)와 생물정보학적 분석을 결합하여, 유전자-표현형-환경 간의 복잡한 네트워크를 해석하고, 인간 질환의 통합적 이해와 맞춤형 치료법 개발에 기여하고 있습니다.

연구실은 비만, 대사증후군, 당뇨 등 대사성 질환의 발병 기전과 유전자 기능을 규명하는 데 중점을 두고 있습니다. 고지방식이, 고탄수화물식이, 유전자 변형 마우스 등 다양한 질환 모델을 구축하여, 전사체(Transcriptomics), 대사체(Metabolomics) 등 오믹스 기반의 분석을 수행합니다. 이를 통해 대사질환의 원인 유전자, 신호전달 경로, 면역 반응, 지방세포 분화 및 에너지 대사 조절 메커니즘을 심층적으로 탐구합니다. 특히, 비만과 면역 시스템의 상호작용, 지방조직 내 면역세포 변화, 염증 반응, 인슐린 저항성 등 복합적인 대사질환의 병태생리를 밝히기 위해 FACS, 생물정보학, 단일세포 전사체 분석 등 첨단 기술을 적극 활용합니다. 또한, 백색지방의 베이지화(beige adipogenesis), 갈색지방 활성화, 유전자-환경 상호작용 등 에너지 소비 및 체중 조절과 관련된 최신 연구 주제도 다루고 있습니다. 이러한 연구는 대사질환의 예방 및 치료를 위한 새로운 타겟 유전자 발굴, 신약 후보물질 스크리닝, 맞춤형 치료 전략 개발 등 실질적인 임상 응용으로 이어지고 있습니다.

본 연구실은 장내 미생물군(Microbiome)과 숙주 대사, 면역, 행동 간의 상호작용을 심층적으로 연구합니다. 마이크로바이옴은 대사질환, 비만, 면역질환, 신경정신질환 등 다양한 질환의 발병과 밀접한 관련이 있으며, 실험동물(특히 무균마우스, germ-free mouse) 및 이식 모델을 활용하여 미생물 조성이 숙주 생리와 질환 표현형에 미치는 영향을 규명합니다. 연구실은 대규모 오믹스 데이터(16S rRNA, 메타게놈, 전사체 등)와 생물정보학적 분석을 결합하여, 미생물-유전자-환경-질환 간의 복잡한 네트워크를 해석합니다. 또한, 단일세포 전사체 분석, 네트워크 분석, 머신러닝 등 최신 생물정보학 기법을 적용하여, 질환 관련 핵심 유전자 및 미생물군을 발굴하고, 새로운 치료 타겟을 제시합니다. 이러한 연구는 마이크로바이옴 기반 질병 진단, 맞춤형 미생물 치료제 개발, 숙주-미생물 상호작용의 분자적 기전 규명 등 미래 정밀의학의 핵심 기반을 마련하는 데 기여하고 있습니다.