RnDCircle Logo
arrow left icon

Systems Microbial Ecology Laboratory

중앙대학교 시스템생명공학과

설우준 교수

Environmental Microbiome

Antibiotic Resistance

Meta-epigenetics

Systems Microbial Ecology Laboratory

시스템생명공학과 설우준

시스템 미생물생태학 연구실은 인간과 환경에서 발견되는 다양한 미생물 군집의 구조와 기능을 심층적으로 연구하는 선도적 연구기관입니다. 본 연구실은 인간 마이크로바이옴(장내, 피부, 구강, 호흡기 등)과 환경 마이크로바이옴(해양, 극지, 토양, 식물 근권 등)을 대상으로, 미생물 군집의 다양성, 생태적 역할, 그리고 이들이 건강과 환경에 미치는 영향을 다각적으로 분석하고 있습니다. 특히, 메타유전체 및 멀티오믹스 분석, 바이오인포매틱스 도구 개발, DNA 메틸화 등 에피제네틱 정보 통합 해석 등 첨단 기술을 활용하여 미생물 생태계의 복잡한 상호작용과 조절 메커니즘을 규명하고 있습니다. 연구실은 자체 개발한 분석 플랫폼과 인공지능 기반 예측 모델을 통해 질병 예측, 맞춤형 치료, 신약 개발, 환경 모니터링 등 다양한 응용 분야에 기여하고 있습니다. 항생제 내성균(AMR) 통합감시, 극한 환경 미생물 연구, One-Health 기반의 다학제 협력 등 사회적·환경적 이슈에 대응하는 융합 연구도 활발히 진행 중입니다. 전국 단위 감시체계 구축, 남극 및 해양 생태계의 미생물 군집 분석, 환경유해인자 확산 모니터링 등은 공중보건과 환경 보전 정책 수립에 중요한 과학적 근거를 제공합니다. 또한, 식물 근권 미생물과의 상호작용, 피부 마이크로바이옴 표준 데이터베이스 구축, 다양한 임상연구와 환경 연구를 통해 미생물 기반의 혁신적 솔루션을 개발하고 있습니다. 국내외 연구기관, 산업체와의 협력 네트워크를 바탕으로, 연구 성과의 실용화와 사회적 환류를 적극적으로 추진하고 있습니다. 이처럼 시스템 미생물생태학 연구실은 미생물 생태학 이론과 첨단 분석기술을 융합하여, 인간 건강 증진, 환경 보전, 미래 사회의 지속가능성 확보에 기여하는 세계적 수준의 연구를 선도하고 있습니다.

Environmental Microbiome
Antibiotic Resistance
Meta-epigenetics
인간 및 환경 마이크로바이옴 연구
시스템 미생물생태학 연구실은 인간과 환경에서 발견되는 다양한 마이크로바이옴의 구조와 기능을 심층적으로 연구합니다. 인간 마이크로바이옴 분야에서는 장내, 피부, 구강, 호흡기 등 다양한 인체 부위의 미생물 군집을 분석하여 건강과 질병 간의 연관성을 규명하고, 임상정보와 유전체 데이터를 통합하여 질환 예측 및 맞춤형 치료 전략 개발에 기여하고 있습니다. 피부 마이크로바이옴 연구에서는 연령, 질환, 환경 요인에 따른 미생물 군집의 변화를 표준화된 프로토콜로 분석하고, 한국인 표준 데이터베이스 구축을 통해 피부질환의 진단 및 치료에 활용하고 있습니다. 환경 마이크로바이옴 연구는 해양, 극지, 토양, 식물 근권 등 다양한 생태계에서 미생물 군집의 다양성과 생태적 역할을 규명하는 데 중점을 둡니다. 특히 해양환경에서는 기후변화, 오염, 적조 등 환경 변화에 따른 미생물 군집의 동적 변화를 고해상도로 모니터링하고, 남극 생태계에서는 인간 활동이 미치는 영향과 항생제 내성 유전자 확산을 추적합니다. 이러한 연구는 생태계 건강성 평가와 환경 보전 정책 수립에 중요한 과학적 근거를 제공합니다. 이와 더불어, 연구실은 One-Health 개념에 기반한 항생제 내성 통합감시, 식물 근권 미생물과의 상호작용, 극한 환경 미생물의 기능적 특성 등 다양한 융합 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 인간 건강, 농업, 환경 보전 등 다양한 분야에 적용 가능한 미생물 기반 솔루션을 개발하고, 국내외 다학제적 협력 네트워크를 구축하여 글로벌 연구 역량을 강화하고 있습니다.
메타유전체 및 바이오인포매틱스 도구 개발
본 연구실은 메타유전체 분석을 위한 첨단 바이오인포매틱스 도구와 데이터 해석 기술 개발에 주력하고 있습니다. 대용량 시퀀싱 데이터의 정밀 분석을 위해 자체 개발한 소프트웨어와 알고리즘을 활용하여 미생물 군집의 구조, 기능, 상호작용을 고해상도로 규명합니다. DNA 메틸화 등 에피제네틱 정보까지 통합 분석함으로써 미생물 생태계의 조절 메커니즘을 심층적으로 해석하고, 미생물 군집의 역학적 패턴과 환경 적응 전략을 밝히고 있습니다. 멀티오믹스 기반의 대사 및 신호전달 경로 분석, 딥러닝 및 머신러닝을 활용한 질병 예측 모델 개발 등 최신 인공지능 기술을 접목하여 데이터 해석의 정확도와 예측력을 높이고 있습니다. 예를 들어, 위암 수술 후 합병증 예측, C. difficile 감염 조기 진단, 피부질환 마이크로바이옴 비교임상연구 등 다양한 임상 및 환경 분야에 적용 가능한 분석 플랫폼을 구축하고 있습니다. 이러한 연구는 미생물 생태학 이론과 실제 데이터를 연결하는 데 중요한 역할을 하며, 신약 개발, 공중보건 정책, 환경 모니터링 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 연구실은 국내외 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해 바이오인포매틱스 도구의 실용화와 연구 성과의 사회적 환류를 적극적으로 추진하고 있습니다.
항생제 내성 및 극한 환경 미생물 연구
시스템 미생물생태학 연구실은 항생제 내성균(AMR)의 확산과 통합감시에 관한 선도적 연구를 수행하고 있습니다. One-Health 개념을 바탕으로 인간, 동물, 환경, 식품 등 다양한 매체에서 항생제 내성 유전자와 미생물 군집을 메타유전체 분석 기법으로 모니터링하며, 전국 단위 감시체계와 다학제 협력 네트워크를 구축하여 항생제 내성의 전파 경로와 관리 전략을 제시하고 있습니다. 이러한 연구는 지역사회 및 글로벌 차원의 공중보건 위기 대응에 중요한 기초 자료를 제공합니다. 또한, 남극, 해양, 극지 등 극한 환경에서의 미생물 군집과 항생제 내성 유전자 분포를 연구하여, 인간 활동이 극지 생태계에 미치는 영향을 평가하고 있습니다. 남극 세종기지 인근 해수, 오수, 펭귄 장내 샘플 등 다양한 시료를 분석하여 환경유해인자의 확산과 축적을 추적하고, 극지 환경에서의 미생물-숙주 상호작용 및 진화 전략을 밝히고 있습니다. 이와 같은 극한 환경 및 항생제 내성 연구는 지구 생태계의 건강성 유지와 미래 환경 변화에 대한 예측, 그리고 신약 개발 및 환경정책 수립에 중요한 과학적 근거를 제공하고 있습니다. 연구실은 첨단 분석기기와 국제 협력 네트워크를 바탕으로, 극한 환경 미생물 연구의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다.
1
Mycotoxin and microbiome profiling for aflatoxin control in the Korean traditional fermented soybean paste Doenjang.
Woo, S. Y., Park, S. B., Lee, S. Y., Sul, W. J., Chun, H. S.
Journal of Hazardous Materials, 2025
2
Dynamics of the airway microbiome in response to exposure to particulate matter 2.5 in patients with chronic obstructive pulmonary disease.
Heo, S. H., Choi, B. Y., Kang, J., Jung, J. Y., Kim, H. C., Lee, S. J., Sul, W. J., Lee, S. W.
Science of The Total Environment, 2024
3
Effect of Enterotype-Dependent Stability of the Gut Microbiome on Postgastrectomy Malnutrition in Gastric Cancer Patients.
Oh, H. N., Sul, W. J., Son, S. Y., Han, S. U., Hur, H., Lim, S. G.
Gastroenterology, 2024
1
2차)한국인 표준 피부마이크로바이옴 데이터 확보를 통한 피부질환 마이크로바이옴 비교임상연구 환경 구축
한국보건산업진흥원
2024년 ~ 2024년 12월
2
[보건이지바로]2차)염기서열 분석을 위한 컨소시움 구축 및 정도관리
질병관리청 국립보건연구원
2024년 ~ 2024년 12월
3
[통합이지바로/아이리스]메타지놈 내 DNA methylation에 의한 미생물 군집 dynamics의 생태학 이론적 접근
한국연구재단
2023년 09월 ~ 2024년 02월