이 연구 주제는 식물, 해양생물, 미생물 등 다양한 생물자원으로부터 유래한 천연물을 분리·정제하고, 그 화학적 특성과 약리 활성을 체계적으로 규명하는 데 초점을 둔다. 연구실의 출판 이력과 저서, 특허를 종합하면 생약학, 한약제제학, 천연물의약품 분야를 기반으로 천연 유래 화합물의 구조와 효능을 연결하는 연구를 지속적으로 수행해 왔음을 확인할 수 있다. 특히 생약 자원의 전통적 활용 지식과 현대 분석화학을 접목하여 신규 후보물질을 발굴하고 약학적 활용 가능성을 높이는 방향성이 뚜렷하다. 방법론적으로는 추출물 제조, 분획, 활성 유도 분리, NMR 및 질량분석 기반 구조 규명, 입체화학 분석, 생리활성 평가가 핵심을 이룬다. 최근 연구에서는 type-I PKS 유래 천연물의 입체배치 결정 방법론, 해양 유래 금속결합성 천연물 구조 규명, 항균·항염 활성을 지닌 신규 물질 특허 등으로 이어지며, 단순한 화합물 탐색을 넘어 구조-활성 상관관계까지 해석하는 수준으로 확장되고 있다. 이는 생약학적 자원 평가를 분자 수준의 정밀 화학 연구와 연결하는 강점으로 볼 수 있다. 이러한 연구는 신약 선도물질 확보, 기능성 소재 개발, 생약 자원의 과학적 표준화라는 측면에서 큰 의미를 가진다. 천연물은 복합적 생리활성을 갖는 경우가 많아 항염, 항균, 항산화, 항암 등 다중 표적 접근에 유리하며, 안전성과 유효성 검증이 병행될 경우 의약품, 건강기능식품, 화장품 소재로도 확장될 수 있다. 연구실은 전통 생약학의 축적된 기반 위에서 현대 천연물화학의 정밀 분석 능력을 결합해 실용화 가능성이 높은 후보물질을 지속적으로 제시하는 역할을 수행하고 있다.

연구실의 주요 특징 가운데 하나는 해양 미소생물자원과 특이환경 유래 미생물을 대상으로 한 신규 천연물 발굴 연구이다. 관련 국가과제에서는 해양미소생물자원 추출물 라이브러리 구축, 유전자원 확보, 항산화·항염·항균·항암·항바이러스 효능 탐색, 자원정보 데이터베이스 구축이 핵심 목표로 제시되어 있다. 이는 단일 화합물 발굴에 그치지 않고, 미생물 자원의 수집부터 배양, 추출, 효능 평가, 정보화까지 포괄하는 플랫폼형 연구 체계를 갖추고 있음을 보여준다. 학술적으로는 해양 남세균 및 해양 세균에서 유래한 대사산물의 구조와 생태적 기능을 규명하는 연구가 두드러진다. Leptothoe 유래 leptochelins 연구에서는 지리적으로 분산된 균주로부터 새로운 금속결합성 대사체를 확인하고, NMR, LC-MS 대사체학, 유전체 해독, 생합성 유전자군 분석을 결합해 구조와 기능을 설명하였다. 또한 미크로네시아 해양 세균 유래 collismycin C의 생물막 저해 활성 및 항염 효능 연구는 해양 미생물 천연물이 감염 및 염증 제어에 응용될 가능성을 보여준다. 이러한 연구는 해양 생태계 적응 전략을 이해하는 동시에 고부가가치 천연물 자원을 확보하는 데 기여한다. 특이환경 미생물은 기존 육상 생물자원과 다른 대사 경로를 지닐 가능성이 높아, 새로운 화학 골격과 독특한 생리활성을 제공하는 중요한 원천이다. 따라서 본 연구는 생물다양성 기반 자원 발굴과 차세대 의약·소재 개발을 동시에 추진하는 의미를 갖는다. 앞으로는 더 정교한 배양 조건 설계, 대사체 유도 전략, 유전체-대사체 연계 분석을 통해 잠재된 천연물 생산능력을 더욱 폭넓게 끌어낼 수 있으며, 이는 해양바이오와 천연물의약품 개발의 핵심 기반이 될 수 있다.

연구실은 전통적인 생약학과 천연물 분리 연구를 넘어, 생합성 유전자군(BGC)과 대사체 데이터를 연계하는 현대적 천연물 연구에도 참여하고 있다. MIBiG 4.0 논문 참여는 이러한 방향을 잘 보여주며, 천연물 생합성 정보를 표준화하고 데이터베이스화하여 전 세계 연구자들이 활용할 수 있도록 하는 국제 협업 연구의 일환이다. 이는 개별 화합물의 발견을 넘어, 어떤 유전자 조합이 어떤 대사산물을 만들어내는지 이해하고 예측하는 수준의 연구로 확장되고 있음을 의미한다. 이 접근은 유전체 해독, 유전자군 주석, 대사체 프로파일링, 계산생물학 기반 예측을 결합하여 신규 천연물 후보를 보다 효율적으로 찾게 해준다. 예를 들어 해양 남세균 유래 metallophore 연구에서는 후보 생합성 유전자군 분석이 구조 규명과 기능 해석에 직접적으로 기여하였다. 또한 PKS 유래 천연물의 입체화학 분석 연구는 생합성 규칙과 분광학적 데이터를 함께 해석함으로써 구조 정확도를 높이는 사례로 볼 수 있다. 즉, 본 연구실의 천연물 연구는 화학, 약학, 유전체학, 생물정보학이 결합된 융합형 성격을 지닌다. 향후 이러한 연구는 미배양 미생물이나 저발현 유전자군이 만드는 잠재 천연물까지 탐색 범위를 넓히는 데 중요한 기반이 된다. 생합성 유전자군 정보는 신규 화합물 예측, 유도 발현 전략 수립, 유사체 설계, 생산 최적화 등으로 연결될 수 있어 신약개발 효율을 높인다. 따라서 본 연구 주제는 천연물 연구의 디지털 전환과 정밀화에 해당하며, 자원 탐색 중심 연구를 데이터 기반 예측 연구로 고도화하는 핵심 축이라 할 수 있다.

연구실은 발굴된 천연물과 추출물을 실제 질환 예방·치료 및 기능성 소재 개발로 연결하는 응용 연구를 활발히 수행하고 있다. 논문에서는 collismycin C와 pyrisulfoxin A의 미세먼지 유발 폐손상 억제 효과를 보고하였고, 특허에서는 길경 유래 신규 항균 물질, 염증성 질환 치료용 다이하이드로퓨란-2-온 유도체, 여성 갱년기 증상 완화용 식물 추출물, 항산화 및 피부 미백용 조성물 등을 제시하고 있다. 이는 천연물 연구가 기초 화학 분석에 머무르지 않고 실제 약리 효능과 제형화 가능성까지 고려하는 응용 중심 연구로 이어지고 있음을 보여준다. 연구 대상 효능은 항염, 항균, 항산화, 항암, 항바이러스, 생물막 저해, 여성 건강 개선 등으로 다양하다. 특히 염증과 감염은 천연물의 다중 기전이 강점을 발휘하기 좋은 분야이며, 미세먼지 노출이나 생물막 형성처럼 현대 환경 및 보건 문제와도 밀접하게 연결된다. 또한 순비기나무, 갯끈풀 등 특정 자원에서 유래한 추출물의 활성을 근거 기반으로 검증함으로써, 전통 경험적 이용을 과학적 근거를 갖춘 기능성 소재로 전환하는 전략을 취하고 있다. 이러한 응용 연구는 의약품 개발뿐 아니라 화장품, 식품, 외용제 등 다양한 산업 분야로의 확장성이 크다. 천연물은 소비자 수용성이 높고, 복합 활성 및 차별화된 스토리텔링이 가능해 산업적 가치가 높다. 연구실은 생약학, 천연물화학, 약리평가를 유기적으로 연결하여 실질적 효능을 갖는 소재를 발굴하고, 특허와 논문으로 그 활용 가능성을 입증함으로써 산학협력 및 기술사업화 관점에서도 경쟁력을 확보하고 있다.