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김현희 연구실

삼육대학교 화학생명과학

김현희 교수

김현희 연구실

화학생명과학 김현희

김현희 연구실은 식물의 세포유전학과 유전체 구조, 그리고 진화적 변화에 대한 심층 연구를 수행하는 국내 대표적인 연구실입니다. 본 연구실은 형광동소잡종법(FISH) 등 첨단 분자세포유전학적 기법을 활용하여 다양한 식물 종의 염색체 구조, 반복서열, rDNA, 텔로미어 반복서열 등의 분포와 특성을 규명하고 있습니다. 이를 통해 식물의 유전체 구조와 진화적 기원, 종간 유연관계, 신종 및 교잡종의 염색체 안정성 등 기초적이면서도 실용적인 연구를 병행하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 대상은 Brassica(배추과), Senna(결명자), Panax(인삼), Chrysanthemum(국화), Populus(포플러), Hibiscus(무궁화), Cucurbitaceae(박과식물) 등 경제적, 약용, 원예적 가치가 높은 다양한 식물 종입니다. 각 종의 염색체 수, 구조, 반복서열의 다양성, 그리고 유전체 내 주요 유전자 분포를 비교 분석함으로써, 종 특이적 유전체 재배열과 진화적 변화의 메커니즘을 밝히고 있습니다. 또한, 신품종 개발 및 육종, 유전자원 보존, 유전체 기반 분자진단 등 실용적 응용에도 적극적으로 기여하고 있습니다. 연구실은 분자세포유전학적 분석의 효율성과 정확성을 높이기 위한 다양한 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 신속 고효율 FISH 수행을 위한 사전 표지 DNA 반복서열 올리고프로브, 5S/45S rDNA 및 텔로미어 반복서열 검출용 보편적 프로브 등 혁신적인 도구를 자체 개발하여 특허를 보유하고 있으며, 이러한 기술은 국내외적으로도 높은 평가를 받고 있습니다. 또한, 세포주기 동기화, 염색체 분리, 마이크로새틀라이트 기반 하위유전체 구분 등 다양한 분석법을 개발하여 실제 연구와 산업 현장에 적용하고 있습니다. 식물 유전체의 진화적 변화와 다배수성 연구도 연구실의 핵심 분야입니다. 전체 유전체 중복, 염색체 재배열, 반복서열의 증폭 및 소실, 다배수화 과정에서의 유전체 구조 변화 등을 심층적으로 분석하여, 식물 종의 진화적 분화와 적응, 신종 형성의 분자적 기전을 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 식물 진화생물학, 유전체학, 분자육종학 등 다양한 학문 분야의 융합적 발전에 기여하고 있습니다. 김현희 연구실은 국내외 다양한 학술대회, 특허, 산학협력, 기술이전 등 활발한 연구 활동을 통해 식물 유전체 연구의 선도적 역할을 하고 있으며, 신품종 개발, 유전자원 관리, 유전체 기반 육종, 분자진단 등 다양한 응용 분야에서 실질적인 성과를 창출하고 있습니다.

세포유전학 및 식물 유전체 구조 연구
본 연구실은 식물의 세포유전학 및 유전체 구조를 심도 있게 연구하고 있습니다. 다양한 식물 종의 염색체 구조와 유전체 구성 요소를 분석함으로써, 식물의 진화적 기원과 종간의 유연관계를 밝히는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 형광동소잡종법(FISH)과 같은 첨단 분자세포유전학적 기법을 활용하여 염색체 내 반복서열, rDNA, 텔로미어 반복서열 등의 분포와 특성을 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 Brassica, Senna, Panax(인삼), Cucurbitaceae(박과식물), Chrysanthemum(국화), Populus(포플러) 등 다양한 경제적, 약용, 원예적 가치가 높은 식물 종을 대상으로 진행되고 있습니다. 각 종의 염색체 수, 구조, 반복서열의 다양성, 그리고 유전체 내 주요 유전자 분포를 비교 분석함으로써, 종 특이적 유전체 재배열과 진화적 변화의 메커니즘을 규명하고 있습니다. 또한, 신종 또는 교잡종의 염색체 안정성, 다배수성, 불임 원인 등 실질적인 육종 및 품종 개발에 필요한 기초 정보를 제공하고 있습니다. 이 연구는 식물 유전체의 복잡성과 다양성을 이해하는 데 기여할 뿐만 아니라, 유전체 기반 육종, 신품종 개발, 유전자원 보존 등 실용적 응용에도 큰 영향을 미치고 있습니다. 더불어, 반복서열 및 염색체 마커 개발을 통해 식물의 분자진단, 유전자 지도 작성, 유전체 조립 검증 등 다양한 분야에 활용되고 있습니다.
분자세포유전학적 기술 개발 및 응용
연구실은 분자세포유전학적 분석의 효율성과 정확성을 높이기 위한 다양한 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 특히, 신속 고효율 FISH(Fluorescence in situ Hybridization) 수행을 위한 사전 표지 DNA 반복서열 올리고프로브, 5S/45S rDNA 및 텔로미어 반복서열 검출용 보편적 프로브 등 혁신적인 도구를 자체 개발하여 특허를 보유하고 있습니다. 이러한 기술은 기존의 복잡하고 시간이 많이 소요되는 FISH 분석을 대폭 간소화하고, 다양한 식물 종에 적용할 수 있는 범용성을 확보하였습니다. 이와 더불어, 유전체 내 반복서열 및 단일서열의 물리지도 작성, 세포주기 동기화 및 염색체 분리 기술, 마이크로새틀라이트 기반의 하위유전체 구분 등 다양한 분자세포유전학적 분석법을 개발 및 고도화하고 있습니다. 이를 통해 Brassica, Senna, Panax, Hibiscus 등 다양한 식물의 유전체 구조 해석, 염색체 조성 분석, 유전체 조립 검증, 품종 간 유전적 차이 분석 등 실질적 연구에 적용하고 있습니다. 이러한 기술 개발은 학계뿐만 아니라 산업계, 농업 및 의약 분야에서도 활용도가 높으며, 신품종 개발, 유전자원 관리, 유전체 기반 육종, 분자진단 등 다양한 응용 분야에 기여하고 있습니다. 연구실의 특허 및 기술이전 실적은 국내외적으로도 인정받고 있으며, 관련 분야의 표준화된 분석법 확립에도 중요한 역할을 하고 있습니다.
식물 유전체 진화 및 다배수성 연구
본 연구실은 식물 유전체의 진화적 변화와 다배수성(polyploidy) 현상에 대한 연구를 활발히 수행하고 있습니다. Brassica, Senna, Panax, Chrysanthemum 등 다양한 식물 종에서 전체 유전체 중복(whole genome duplication), 염색체 재배열, 반복서열의 증폭 및 소실, 그리고 다배수화 과정에서 나타나는 유전체 구조 변화 등을 심층적으로 분석하고 있습니다. 이를 통해 식물 종의 진화적 분화와 적응, 신종 형성의 분자적 기전을 규명하고 있습니다. 특히, Brassica 속의 삼중 유전체화, Senna 속의 염색체 수 변화 및 재배열, Panax(인삼) 속의 이배체-사배체 진화, Chrysanthemum 속의 다양한 배수성 등은 연구실의 주요 연구 대상입니다. 반복서열, rDNA, 텔로미어 등 유전체 내 주요 마커의 분포와 변화 양상을 비교함으로써, 다배수화에 따른 유전체 안정성, 유전자 발현 변화, 생리적 특성의 진화적 적응을 밝히고 있습니다. 이러한 연구는 식물 진화생물학, 유전체학, 분자육종학 등 다양한 학문 분야의 융합적 발전에 기여하고 있으며, 다배수성 작물의 품종 개량, 유전자원 보존, 신종 개발 등 실용적 측면에서도 중요한 기반을 제공하고 있습니다.
1
Evolution of the Araliaceae family involved rapid diversification of the Asian Palmate group and Hydrocotyle specific mutational pressure
김현희, 양태진, 강종수, Vo Ngoc Linh Giang, 박현성, Young Sang Park, 조우현, Van Binh Nguyen, 심현아, Nomar Espinosa Waminal, 박지영
Scientific reports, 2023
2
Chromosomal dynamics in Senna: comparative PLOP–FISH analysis of tandem repeats and flow cytometric nuclear genome size estimations
김현희, Thi Hong Nguyen, 강병용
Frontiers in Plant Science, 2023
3
Genome structure and diversity among Cynanchum wilfordii accessions
김현희, 이세현, 김지석, 박현승, 구현진, Waminal Nomar, Remnyl Joyce Pellerin, 심현아, 이현오, 김은비, 박지영, 유홍섭, 이정훈, 양태진
BMC Plant Biology, 2022
1
결명자 유전체 활용 육종 신기술 확립을 위한 분자세포유전학적 연구
한국연구재단
2020년 12월 ~ 2022년 11월
2
인삼 및 근연 식물 비교세포유전학 기술 정착 및 염색체분리 기술개발
농촌진흥청
2018년 ~ 2020년 12월
3
배추과 속간 교잡 신품종 개발 및 육종 체계 확립
농림수산식품기술기획평가원
2017년 04월 ~ 2020년 03월