이 연구실은 세균학과 응용 미생물학을 기반으로 다양한 미생물 유래 생리활성 물질을 탐색하고, 이를 의생명과학 및 기능성 소재 개발로 연결하는 연구를 수행한다. 연구 배경에는 토양, 해양, 임상 유래 미생물, 그리고 메타게놈 자원으로부터 유용 효소와 대사산물을 발굴하려는 관심이 자리하고 있으며, 이는 미생물 다양성의 이해와 산업적 활용 가능성의 확장이라는 두 축을 동시에 지향한다. 특히 Streptomyces, Bacillus, Pseudomonas 등 다양한 미생물 자원을 활용해 항염증, 항암, 효소 생산, 생물전환에 유용한 후보 물질을 찾는 접근이 연구실의 중요한 정체성을 이룬다. 연구 방법론 측면에서는 미생물 분리·동정, 대사산물 추출, 효소 활성 분석, 유전자 수준의 특성 분석, 메타게놈 라이브러리 스크리닝, 그리고 생물전환 공정 최적화가 유기적으로 결합된다. 학술발표와 저서 이력에서도 토양 메타게놈 기반 효소 탐색, 섬유소분해·단백질분해 효소 발굴, 해양 및 환경 유래 미생물의 기능 분석, 발효공학 및 식품미생물학 관련 축적이 뚜렷하게 드러난다. 이러한 연구는 단순한 미생물 동정에 그치지 않고, 실제로 기능성을 갖는 물질과 공정을 찾아내는 응용지향적 성격이 강하다. 이 연구 주제의 의의는 미생물 자원을 새로운 의약·식품·소재 개발의 원천으로 전환할 수 있다는 점에 있다. 기존 배양 기반 접근만으로는 확인하기 어려운 미생물의 잠재 기능을 메타게놈과 생화학적 검증으로 확장함으로써, 항염증제, 항암 후보물질, 산업용 효소, 기능성 식품 소재 등으로의 발전 가능성을 높인다. 따라서 본 연구는 기초 미생물학과 바이오소재 응용을 연결하는 교량 역할을 하며, 연구실의 장기적인 연구 방향을 설명하는 핵심 축으로 볼 수 있다.

이 연구실은 천연물과 미생물 유래 화합물을 활용하여 암세포의 성장 억제와 세포사멸을 유도하는 분자기전을 규명하는 연구를 활발히 수행해 왔다. 전립선암, 유방암, 골육종, 폐암 등 다양한 암 모델에서 salinomycin, lasalocid, deoxypodophyllotoxin, curcumin, silibinin 등의 물질이 apoptosis, autophagy, 세포주기 정지, 소포체 스트레스, 활성산소종 생성에 어떤 영향을 주는지를 체계적으로 분석한 점이 연구실 성과에서 반복적으로 확인된다. 이는 단순한 항암 활성 평가를 넘어, 암세포가 어떻게 죽고 또 어떤 방어기전을 활성화하는지까지 파고드는 분자세포생물학적 접근이다. 구체적으로는 ROS 매개 미토콘드리아 경로, PI3K/AKT/mTOR, ERK, JNK, NF-kappaB, MAPK 등의 신호전달 경로를 중심으로 세포 반응을 해석한다. 논문과 학술발표에서는 apoptosis와 autophagy의 상호작용, 약물내성 극복 가능성, 소포체 스트레스 기반 세포사멸 유도, 항암제와 천연물의 병용 효과 등이 중요한 세부 주제로 제시된다. 또한 최근 특허에서도 글리세롤 키나아제 발현 유도를 통한 항암 조성물 개발이 확인되며, 세포 수준의 기전 연구가 실제 치료 후보물질 개발로 이어지고 있음을 보여준다. 이 연구는 차세대 항암 전략 수립에 중요한 기초자료를 제공한다. 특히 천연물이나 미생물 유래 저분자 화합물이 기존 항암제의 한계를 보완하고, 암세포 특이적 스트레스 반응을 활용해 보다 정밀한 치료 타깃을 제시할 수 있다는 점에서 의미가 크다. 장기적으로는 난치성 암, 전이성 암, 약물저항성 암에 대한 새로운 치료 후보 발굴과 작용기전 기반의 맞춤형 항암 연구로 확장될 가능성이 높다.

이 연구실의 또 다른 핵심 축은 면역세포와 염증 반응 조절 기전을 이해하고, 이를 암·신경염증·대사질환 등 다양한 질환 모델에 적용하는 것이다. 미세아교세포 BV2에서의 항염증 기전 연구, 대식세포 RAW 264.7 및 THP-1 세포의 분극화 연구, 수지상세포 및 B 림프구 활성화 연구 등은 연구실이 면역조절 현상을 세포 수준에서 정교하게 분석해 왔음을 보여준다. 특히 염증 매개인자 생성 억제와 면역세포 기능 조절을 통해 질병 환경을 바꾸려는 연구 방향이 뚜렷하다. 연구실은 NF-kappaB, MAPK, NO 생성, PGE2 생성, cytokine 조절, 대식세포의 M1형 분극화와 같은 면역·염증 생물학의 핵심 지표를 활용한다. 최근 프로젝트에서는 대식세포 분극화 reprogramming을 통해 전립선암의 상피간엽전이와 종양미세환경을 제어하려는 연구가 수행되었고, 후코이단이나 버섯·식물 유래 다당류가 면역세포 조건화와 항암 효과에 어떤 영향을 주는지도 다루고 있다. 이는 천연물이 직접 암세포를 공격하기보다 면역세포를 매개로 항암 효과를 증폭할 수 있다는 점에 주목한 전략이다. 이러한 연구는 염증과 면역이 다양한 질환의 공통 기반이라는 점에서 폭넓은 응용 가능성을 가진다. 신경염증 억제를 통한 퇴행성 질환 대응, 대식세포 재프로그래밍을 통한 종양미세환경 개선, 면역세포 활성 조절을 통한 항암 보조전략 개발 등으로 이어질 수 있다. 따라서 본 연구 주제는 면역학, 미생물학, 암생물학을 통합하는 융합 연구로서 연구실의 의생명과학적 성격을 잘 드러낸다.

이 연구실은 식물, 버섯, 해양생물, 다당류 등 다양한 천연자원으로부터 기능성 소재를 발굴하고, 이를 대사질환 및 재생·혈관 기능 개선에 적용하는 연구도 수행한다. 후코이단의 효소보조 추출과 세포 기능 증진, 갈조류 알긴산 분해효소 대량생산, 인삼 및 감귤류 생물전환, 비자나무 종자 추출물의 항당뇨 효능, 다양한 약용식물의 항산화·항염증 활성 연구가 그 예이다. 이는 미생물학적 기술과 천연물 화학, 세포생물학을 결합해 기능성 성분의 가치를 높이려는 응용 연구로 해석할 수 있다. 특히 효소 처리와 미생물 발효를 이용한 생물전환은 연구실의 중요한 기술적 강점으로 보인다. 단순 추출이 아니라 특정 효소나 미생물을 활용해 활성 성분의 구조와 효능을 향상시키고, 그 결과 알파글루코시데이즈 저해, PTP1B 저해, 인슐린 저항성 개선, 혈관신생 촉진, 상처 치유 촉진 등 구체적인 생물학적 효과를 검증한다. Marine Drugs 논문에서 확인되는 후코이단의 AKT/Rheb 경로 조절 연구나, 특허에서 드러나는 당뇨 개선용 천연물 조성물 개발은 이러한 접근의 대표적 성과이다. 이 연구 방향은 고령화와 만성질환 증가에 대응하는 기능성 바이오소재 개발 측면에서 큰 의미를 갖는다. 천연자원 기반 소재는 안전성과 산업 확장성 측면에서 장점을 지니며, 식품·의약·화장품 분야로의 전개 가능성도 높다. 따라서 본 연구는 기초 생리활성 검증에 머무르지 않고, 바이오소재의 실용화와 산업화를 동시에 겨냥하는 연구실의 응용 지향성을 잘 보여준다.