정남현 연구실은 단백질생화학적 접근을 통해 환경오염물질의 정화 및 분해 기술을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 특히, 헤모글로빈과 같은 단백질을 활용한 촉매 반응을 통해 다환방향족탄화수소(PAHs), 벤조피렌, 펜타클로로페놀 등 다양한 환경 유해물질을 효과적으로 분해하는 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 기존의 화학적 처리 방법에 비해 친환경적이며, 효율적인 오염물질 제거가 가능하다는 장점이 있습니다. 연구실은 실제 오염된 토양과 수질을 대상으로 한 현장 적용 실험을 통해, 단백질 촉매 기반 정화 기술의 실효성을 입증하고 있습니다. 예를 들어, 헤모글로빈-과산화수소 시스템을 이용한 벤조피렌 및 파이렌의 분해 실험에서 90% 이상의 제거율을 달성하였으며, 이 과정에서 생성되는 중간물질과 최종 산물에 대한 분석도 병행하여 안전성을 확보하고 있습니다. 또한, 미생물과의 결합을 통한 복합 정화 시스템 개발에도 힘쓰고 있습니다. 이러한 연구는 환경생화학 분야에서 새로운 패러다임을 제시하며, 산업 현장 및 자연 환경에서 발생하는 다양한 오염문제에 대한 실질적인 해결책을 제공합니다. 앞으로는 단백질 기반 촉매의 구조적 최적화, 대량생산 기술, 그리고 다양한 오염물질에 대한 적용 범위 확대를 통해 환경정화 기술의 상용화를 목표로 하고 있습니다.

연구실은 식물 유래 생리활성 천연물과 금속 나노입자를 결합한 나노복합체를 개발하여, 항암 및 대사질환(비만, 당뇨 등) 치료에 적용하는 융합 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 특히, 레스베라트롤, 마그놀리아 추출물, 이소악테오사이드 등 다양한 천연물의 항암·항비만 효과를 세포 및 동물 모델에서 검증하고, 이들의 생체 내 전달 효율을 높이기 위해 금 나노입자와의 결합 기술을 개발하였습니다. 예를 들어, 금 나노입자-레스베라트롤 복합체는 췌장암 및 유방암 세포에서 세포사멸을 유도하고, 기존 항암제 대비 독성은 낮추면서도 효능을 극대화하는 결과를 보였습니다. 또한, 마그놀리아 꽃 추출물 및 이소악테오사이드의 항비만 효과는 지방세포 분화 억제, 지방 축적 감소, 관련 유전자 발현 조절 등 다양한 기전을 통해 입증되었습니다. 이러한 연구는 천연물의 한계를 극복하고, 나노기술을 접목함으로써 차세대 맞춤형 치료제 개발에 기여하고 있습니다. 향후 연구실은 다양한 암종 및 대사질환에 대한 맞춤형 나노복합체 설계, 약물 전달 시스템의 고도화, 그리고 임상 적용 가능성 평가를 통해, 실질적인 치료제 개발 및 상용화를 목표로 하고 있습니다. 이를 위해 다학제적 협력과 첨단 분석기술을 적극 활용하고 있습니다.

정남현 연구실은 식물생장촉진 미생물(PGPR)과 곡물(특히 밀) 내 내병성 유전자 연구를 통해 농업 생산성 향상과 식량안보에 기여하고 있습니다. 다양한 토양 미생물(바실러스, 슈도모나스 등)을 분리·동정하여, 이들이 식물의 생장, 내염성, 내병성에 미치는 영향을 체계적으로 분석하고 있습니다. 또한, 야생밀 및 다양한 품종을 활용한 분자유전학적 연구를 통해, 잎녹병 등 주요 곡물 병해에 대한 저항성 유전자 탐색 및 기능 분석을 수행하고 있습니다. 실험실에서는 PGPR의 단독 및 혼합 처리에 따른 밀, 상추, 아라비도프시스 등 다양한 작물의 생장 촉진 효과를 검증하였으며, 내염성 및 내건성 증진, 질소 동화 효소 활성 증가 등 다양한 생리적 변화를 관찰하였습니다. 더불어, 잘린잎 어세이 등 새로운 평가법을 개발하여, 내병성 유전자 발현 및 대사체 변화를 정밀하게 분석하고 있습니다. 이러한 연구는 친환경 농업, 내재해성 작물 개발, 그리고 지속가능한 식량 생산에 중요한 기초자료를 제공합니다. 앞으로는 미생물-식물 상호작용의 분자기전 규명, 내병성 유전자 도입을 통한 신품종 개발, 그리고 현장 적용을 위한 미생물 제제 및 분자마커 개발 등 실용화 연구를 확대할 계획입니다.