우리 연구실은 식물과 동물, 특히 곤충과의 상호작용을 분자적, 생리적, 생태학적으로 심층적으로 연구하고 있습니다. 식물은 다양한 동물, 곤충, 미생물과 상호작용하며, 이러한 상호작용은 식물의 생존과 번식에 결정적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 식물은 꽃가루 매개자(벌, 나비 등)를 유인하기 위해 다양한 향기, 색, 구조적 특성을 진화시켰으며, 반대로 초식 곤충의 공격에 대응하기 위해 독성 대사산물이나 방어 신호를 생산합니다. 본 연구실은 야생형 식물과 돌연변이 식물 간의 표현형 차이를 정밀하게 측정하여, 꽃의 형태적 특성과 향기, 대사체, 전사체, 표현형의 통합적 분석을 수행합니다. 이를 통해 식물의 방어 메커니즘, 곤충의 숙주 탐색 전략, 그리고 육종 과정에서 방어 특성의 상실 등 다양한 생태적 현상을 규명하고 있습니다. 또한, 식물-초식 곤충-포식자 간 삼자 상호작용(삼중 영양단계 상호작용)과 환경 변화(예: 기후변화, CO2 농도 변화)가 식물-동물 상호작용에 미치는 영향도 실험실 및 야외 실험을 통해 분석합니다. 이러한 연구는 농업적 해충 관리, 생태계 보전, 그리고 식물의 진화적 적응 전략 이해에 중요한 기초 자료를 제공합니다. 특히, 식물의 방어 신호와 곤충의 행동 반응을 연결짓는 분자적 경로를 밝힘으로써, 지속가능한 농업과 생태계 관리에 기여하고 있습니다.

본 연구실은 식물의 2차 대사산물 생합성 경로와 유전체 기능을 규명하기 위해 첨단 오믹스 기술과 유전자교정 도구를 적극적으로 활용하고 있습니다. 식물은 환경 적응, 방어, 상호작용을 위해 수천 종의 2차 대사산물을 생산하며, 이들의 기원과 다양성, 그리고 생합성 유전자 네트워크를 밝히는 것이 주요 목표입니다. 이를 위해 단일세포 RNA 시퀀싱, 대사체 분석, 유전체 어셈블리 등 다양한 첨단 분석법을 적용하고 있습니다. 특히, CRISPR/Cas9, Cpf1 등 최신 유전자교정 기술을 이용하여 식물의 특정 유전자 기능을 규명하고, 비모델 식물 및 농업적 중요 작물의 형질 개선에 적용하고 있습니다. 예를 들어, 병해충 저항성, 꽃 향기 조절, 약용 대사산물 생산 등 다양한 형질을 목표로 유전자 편집을 수행하며, 이를 통해 식물의 생리적 특성 및 대사 경로의 조절 메커니즘을 심층적으로 분석합니다. 또한, 바이러스 매개 유전자교정, DNA-free genome editing, 멀티플렉스 gRNA 시스템 등 혁신적 플랫폼 개발에도 앞장서고 있습니다. 이러한 연구는 식물 합성생물학, 의약품 소재 대량 생산, 친환경 농업, 그리고 기후변화 대응 작물 개발 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 궁극적으로, 식물 유전체와 대사체의 복잡한 네트워크를 해독하고, 이를 바탕으로 미래 농업과 생명공학의 혁신을 이끌고자 합니다.