AEML 연구실은 미생물 플랫폼의 효율적인 활용을 위해 첨단 유전적 조작 시스템 개발에 주력하고 있습니다. 특히 극한 환경에서도 생존 가능한 Deinococcus radiodurans와 같은 미생물을 대상으로, Cre-lox 시스템 등 다양한 유전공학적 도구를 개발하여 다중 유전자 제거 및 삽입이 가능한 기술을 확립하였습니다. 이러한 시스템은 기존의 단일 유전자 조작에 비해 훨씬 빠르고 효율적으로 미생물의 대사 경로를 개량할 수 있도록 해줍니다. 이러한 유전적 조작 기술을 바탕으로, 연구실은 고부가가치 천연물(예: 카로티노이드, 바이오플라스틱 등)의 대량생산 균주 개발, 내성 강화 균주 개발 등 다양한 산업적 응용이 가능한 미생물 플랫폼을 구축하고 있습니다. 실제로 Cre-lox 시스템을 활용한 Deinococcus radiodurans의 다중 유전자 제거 및 대사경로 최적화 연구는 국내외 특허로도 등록되어 있으며, 이를 통해 대량생산 및 산업적 활용의 기반을 마련하였습니다. 이러한 연구는 미생물 기반의 바이오리파이너리, 환경정화, 바이오에너지 생산 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 하며, 미래 지속가능 사회를 위한 친환경 생명공학 기술의 발전에 크게 기여하고 있습니다.

AEML 연구실은 폐자원(음식물, 농업 부산물, 폐플라스틱 등)과 환경 오염물질(중금속, 방사성 폐기물, 유기염료 등)을 고부가가치 바이오제품으로 전환하는 대사공학 및 환경공학 융합 연구를 선도하고 있습니다. 예를 들어, 메탄, 폐글리세롤, 농업 폐기물 등 다양한 폐자원을 미생물 대사공학을 통해 카로티노이드(파이토엔, 라이코펜, 데이노잔틴 등), 바이오플라스틱, 바이오연료 등으로 전환하는 기술을 개발하였습니다. 또한, 나노입자(금, 은, 철 등)와 미생물을 결합한 하이브리드 시스템을 이용하여 방사성 요오드, 납, 비소 등 유해 중금속 및 방사성 오염물질의 효율적 제거 기술을 개발하였습니다. 이러한 기술은 기존의 물리화학적 처리 방법에 비해 친환경적이고 경제적이며, 실제 산업 폐수 및 방사성 폐기물 처리에 적용 가능한 수준으로 발전하고 있습니다. 이와 더불어, 미생물 기반의 바이오리메디에이션, 폐기물의 자원화, 순환경제 실현을 위한 다양한 프로젝트를 수행하고 있으며, 관련 연구 성과는 국내외 학술지 및 특허로 다수 발표되고 있습니다. 이러한 연구는 환경오염 문제 해결과 자원순환형 사회 구축에 중요한 기여를 하고 있습니다.

연구실은 대사공학과 인공지능(AI) 기반 데이터 분석을 융합하여 차세대 바이오소재(카로티노이드, 바이오플라스틱, 바이오연료 등) 및 에너지 생산 효율을 극대화하는 연구를 진행하고 있습니다. 미생물의 유전자 발현 데이터와 생산성 데이터를 통합 분석하여, 기계학습 기반의 타겟 유전자 예측 및 대사경로 최적화 전략을 수립하고 있습니다. 특히, 메탄자화균, 해양 미생물 등 다양한 미생물 자원을 활용하여 메탄, 폐글리세롤 등 저가 원료로부터 고부가가치 화합물(스쿠알렌, 파이토엔, 바이오플라스틱 등)을 생산하는 기술을 개발하였으며, 실험실 규모를 넘어 파일럿 및 산업적 적용을 위한 공정 최적화 연구도 병행하고 있습니다. 또한, 인공지능 기반의 최적화 알고리즘을 활용하여 생산성 향상 및 공정 자동화에도 기여하고 있습니다. 이러한 융합 연구는 미래 바이오산업의 경쟁력 강화와 지속가능한 에너지·소재 생산에 핵심적인 역할을 하며, 환경문제 해결과 경제적 가치 창출을 동시에 달성할 수 있는 혁신적 연구로 평가받고 있습니다.