본 연구실은 식물의 지질대사(Lipid metabolism)를 정밀하게 조절하여 건강기능성 및 산업적으로 유용한 지방을 생산하는 데 중점을 두고 있습니다. 식물의 지방산 조성은 인간의 건강과 식품 산업, 바이오연료 및 다양한 산업 원료로서의 활용 가능성을 결정짓는 중요한 요소입니다. 이를 위해 연구실에서는 다양한 식물 종자 및 잎에서 지방산의 합성, 저장, 조성 변화에 관여하는 유전자와 대사 경로를 심층적으로 분석하고 있습니다. 특히, CRISPR/Cas9 등 첨단 유전자교정 기술을 활용하여 FAD2, DGAT1, PDAT1, WRI1 등 지방산 합성 및 변형에 핵심적인 유전자들을 타겟팅함으로써 고올레산, 고리놀레산, 고도불포화지방산 등 다양한 특이 지방산을 생산하는 식물체를 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 식용유의 건강기능성 증진뿐만 아니라, 바이오디젤, 윤활유, 플라스틱 등 산업용 소재로 활용될 수 있는 고부가가치 식물유 생산에 기여하고 있습니다. 또한, 다양한 식물 종(들깨, 카멜리나, 대두, 피마자 등)에서 지방산 조성의 유전적 다양성과 대사 네트워크를 규명하여, 맞춤형 기능성 오일 생산 플랫폼을 구축하고 있습니다. 이를 통해 미래 식량 및 에너지 문제 해결, 친환경 산업 소재 개발 등 사회적 요구에 부응하는 혁신적 연구를 지속하고 있습니다.

연구실은 식물의 유전정보를 기반으로 기능성물질(지방산, 항산화물질 등)의 생산대사를 규명하고, 이를 대사공학적으로 개선하는 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 차세대 시퀀싱, 전사체 분석, 유전자 발굴 및 기능 검증을 통해 식물 내에서 특정 기능성물질의 합성 경로와 조절 메커니즘을 밝혀내고 있습니다. 이 과정에서 다양한 전사인자(LEC2, MYB96, DPBF2, ARR21, ERF55 등)와 효소 유전자(FAD2, FAD3, DGAT1, PDAT1 등)의 역할을 규명하고, 이들의 발현을 조절하여 종자 및 잎에서 기능성 지방산, 항산화물질, 고도불포화지방산, 하이드록시 지방산 등의 생산을 극대화하는 전략을 개발하고 있습니다. 또한, 돌연변이 유도, 유전자 편집, 다중 유전자 발현 등 다양한 분자생물학적 기법을 활용하여 식물의 대사 흐름을 최적화하고 있습니다. 이러한 연구는 식물의 기능성 오일 및 바이오액티브 컴파운드의 생산성을 높이고, 건강기능식품, 의약, 화장품, 바이오소재 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 혁신적 식물 자원 개발로 이어지고 있습니다. 나아가, 대사공학을 통한 식물 기반 생산 플랫폼 구축은 지속가능한 미래 산업의 핵심 기술로 주목받고 있습니다.

본 연구실은 식물 유전자교정 및 분자육종 기술을 활용하여 오일작물의 지방산 조성 및 생산성을 획기적으로 개선하는 연구를 수행하고 있습니다. CRISPR/Cas9, 염기편집기술, 다중 sgRNA 시스템 등 첨단 유전자교정 도구를 적용하여, 대두, 들깨, 카멜리나, 유채 등 주요 오일작물에서 고올레산, 고리놀레산, 고도불포화지방산, 하이드록시 지방산 등 다양한 특이 지방산을 효율적으로 생산하는 신품종 개발에 성공하고 있습니다. 특히, FAD2, FATB, DGAT1, PDAT1, KCS 등 지방산 합성에 관여하는 다수의 유전자들을 동시에 편집하거나 발현을 조절함으로써, 기존 품종 대비 지방산 조성의 극적인 변화와 함께 내병성, 내염성, 내건성 등 환경 스트레스 저항성까지 향상된 작물 개발을 목표로 하고 있습니다. 또한, 유전자교정 기술과 전통적 분자육종을 융합하여, 산업적 요구에 부합하는 맞춤형 오일작물 육종 플랫폼을 구축하고 있습니다. 이러한 연구는 건강기능성 식용유, 바이오연료, 친환경 산업소재 등 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있는 고부가가치 작물 개발에 기여하며, 지속가능한 농업과 바이오산업 발전에 중요한 역할을 하고 있습니다.