펩타이드 나노바이오공학 연구실은 펩타이드의 고유한 생물학적 특성과 나노기술을 융합하여 혁신적인 치료제와 약물 전달 시스템을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 펩타이드는 단백질에 비해 구조가 단순하면서도 다양한 생체 내 기능을 수행할 수 있어 차세대 치료제 후보로 각광받고 있습니다. 본 연구실은 펩타이드의 분자 구조와 폴딩 특성을 정밀하게 조절하여, 표적 단백질과의 결합력을 극대화하고, 체내 안정성을 높이는 다양한 엔지니어링 전략을 개발하고 있습니다. 특히, 펩타이드 기반의 나노구조체를 활용한 약물 전달 시스템은 기존의 약물 전달 방식에 비해 표적 조직에 대한 선택성과 효율성이 크게 향상됩니다. 예를 들어, 피부 투과성 펩타이드 드론을 이용한 항암 단백질의 경피 전달 기술은 기존 치료제의 한계를 극복하며, 부작용을 최소화하는 동시에 치료 효율을 극대화할 수 있습니다. 또한, 펩타이드-덴드리머 복합체, 자가조립 펩타이드 나노캡슐 등 다양한 형태의 나노구조체를 설계하여, 항암제, 면역치료제, 유전자 치료제 등 다양한 약물의 전달 효율을 높이고 있습니다. 이러한 연구는 암, 피부질환, 난치성 질환 등 다양한 질병의 치료에 적용될 수 있으며, 실제로 여러 국제 저널에 관련 연구 성과가 발표되고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 펩타이드의 구조적·기능적 다양성을 활용하여, 맞춤형 치료제와 차세대 약물 전달 플랫폼을 지속적으로 개발해 나갈 계획입니다.

본 연구실은 펩타이드의 분자 구조와 폴딩, 이종 물질 결합, 다가성(multivalent) 나노구조화 등 첨단 엔지니어링 기술을 바탕으로, 단백질(항체) 수준의 기능을 갖는 펩타이드 나노소재를 개발하고 있습니다. 펩타이드의 2차·3차 구조를 정밀하게 조절함으로써, 표적 단백질과의 상호작용을 극대화하고, 생체 내에서의 안정성과 활성 지속성을 높이고 있습니다. 또한, 다양한 생체 및 비생체 재료와의 결합을 통해 복합 기능성 나노구조체를 설계하고, 이들의 자가조립 특성을 활용하여 새로운 바이오소재를 창출하고 있습니다. 펩타이드 엔지니어링의 대표적 예로는, 베타-헤어핀 구조를 안정화시켜 면역관문 단백질(PD-1/PD-L1)과 같은 'undruggable' 표면을 효과적으로 타겟팅하는 기술, 자극 반응성(온도, pH 등) 펩타이드 플랫폼을 통한 스마트 소재 개발, 그리고 펩타이드-탄소나노튜브 복합체를 이용한 다중 표적 억제제 개발 등이 있습니다. 이러한 기술은 암 면역치료, 조직 재생, 바이오센서 등 다양한 바이오메디컬 분야에 적용되고 있습니다. 연구실은 펩타이드 라이브러리 스크리닝, in silico 디자인, 분자 시뮬레이션 등 첨단 기법을 활용하여 신규 펩타이드의 발굴과 최적화를 진행하고 있습니다. 앞으로도 펩타이드 엔지니어링 및 나노구조화 기술을 기반으로, 기존 치료제의 한계를 극복하고, 새로운 바이오의약품 및 진단 플랫폼 개발에 앞장설 것입니다.

펩타이드 나노바이오공학 연구실은 펩타이드와 나노구조체의 자가조립 특성을 활용하여, 고감도·고특이성 바이오센서 및 진단 플랫폼을 개발하고 있습니다. 펩타이드 기반의 자가조립 나노구조체는 표면에 다양한 리간드와 수용체를 다중적으로 배열할 수 있어, 표적 분자(예: 암세포, 바이러스, 세포외 DNA 등)에 대한 선택적 결합과 신호 증폭이 가능합니다. 이러한 특성을 바탕으로, 혈액 내 순환 종양세포(CTC), 엑소좀, cfDNA 등 다양한 바이오마커를 정밀하게 검출할 수 있는 액체생검 플랫폼을 구축하고 있습니다. 연구실에서 개발한 형광 초분자 바이오센서, 전기화학적 바이오센서 등은 실제 임상 샘플에서 높은 민감도와 특이성을 보이며, 암 진단, 치료 반응 예측, 감염성 질환 진단 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 또한, 머신러닝 알고리즘과 결합한 멀티모달 진단 시스템을 통해, 복수의 바이오마커를 동시에 분석하여 질병의 조기 진단과 예후 예측의 정확도를 높이고 있습니다. 이와 같은 바이오센서 및 진단 플랫폼은 기존의 조직 생검이나 단일 바이오마커 기반 진단의 한계를 극복하며, 환자 맞춤형 정밀의료 실현에 크게 기여할 것으로 기대됩니다. 앞으로도 본 연구실은 펩타이드-나노바이오 융합기술을 바탕으로, 차세대 진단기기 및 바이오센서 개발을 지속적으로 추진할 계획입니다.