생물화학공학은 미생물, 효소, 세포 등의 생물학적 시스템을 활용하여 다양한 화학물질을 생산하거나 환경문제를 해결하는 학문입니다. 주황수 연구실은 특히 항생제 내성 세균, 특히 황색포도상구균(MRSA)과 같은 병원성 미생물의 내성 기전을 분자 수준에서 규명하고, 이를 제어할 수 있는 새로운 항생물질 및 치료 전략 개발에 집중하고 있습니다. 최근 연구에서는 스트렙토마이세스와 같은 토양 미생물에서 유래한 신규 항생물질의 발굴과, 이들 물질의 항균 및 항독성 활성 평가가 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 연구는 다제내성 세균의 확산으로 인한 공중보건 위협에 대응하기 위한 것으로, 시스템 생물학, 유전체 분석, 대사체 분석 등 첨단 오믹스 기술을 적극적으로 활용합니다. 또한, 미생물 간의 상호작용, 쿼럼센싱(Quorum Sensing) 신호전달체계, 바이오필름 형성 등 미생물의 집단적 행동을 조절하는 분자적 메커니즘을 심층적으로 연구하고 있습니다. 이를 통해 항생제 내성의 원인 규명뿐만 아니라, 내성 억제 및 신약 후보물질의 발굴에 기여하고 있습니다. 연구실의 궁극적인 목표는 기존 항생제의 한계를 극복할 수 있는 혁신적인 치료법을 제시하고, 미생물 기반의 바이오신약 개발을 가속화하는 것입니다. 이를 위해 국내외 다양한 연구기관과 협력하며, 실제 임상 적용이 가능한 기술 이전 및 산업화에도 힘쓰고 있습니다.

주황수 연구실은 미생물의 신호전달 체계, 특히 쿼럼센싱(Quorum Sensing) 메커니즘을 심도 있게 연구하고 있습니다. 쿼럼센싱은 미생물들이 화학 신호를 통해 집단적으로 행동을 조절하는 현상으로, 병원성 미생물의 독성 인자 발현, 바이오필름 형성, 항생제 내성 등과 밀접한 관련이 있습니다. 연구실은 다양한 미생물에서 쿼럼센싱 신호분자의 구조와 기능을 규명하고, 이 신호를 교란하거나 차단함으로써 병원성 미생물의 독성 및 내성을 효과적으로 제어하는 전략을 개발하고 있습니다. 특히, 방선균과 같은 토양 미생물의 쿼럼센싱 물질을 분석하여, 이들이 항생물질 생산 및 2차 대사산물 합성에 미치는 영향을 규명합니다. 또한, 세포외 신호전달 환경인자와 미생물 간 비접촉 상호작용 연구를 통해, 미생물 군집 내에서의 복잡한 상호작용과 그 결과로 나타나는 집단적 행동의 분자적 기초를 밝히고 있습니다. 이를 위해 멀티플렉스 공배양 시스템, 고성능 질량분석기, 유전체 편집 기술 등 다양한 첨단 실험기법을 활용합니다. 이러한 연구는 항생제 내성 문제 해결뿐만 아니라, 미생물 기반의 바이오제어제, 신약, 산업용 효소 등 다양한 바이오제품 개발로 이어질 수 있습니다. 나아가, 미생물 생태계의 이해를 바탕으로 환경, 농업, 의학 등 다양한 분야에 응용될 수 있는 융합적 연구를 지향하고 있습니다.