설우준 연구실은 항생제 내성 유전자와 이동성 유전요소가 사람, 동물, 환경을 가로질러 어떻게 확산되는지를 밝히는 연구를 활발히 수행하고 있다. 특히 장내 미생물군과 환경 미생물군 사이에서 항생제 내성 유전자가 전파되고 증폭되는 과정을 미생물생태학적으로 해석하며, 인위적 활동이 환경 저항성 생태계에 미치는 영향을 정량적으로 분석한다. 이는 단순히 내성균의 존재를 확인하는 수준을 넘어, 저항성의 생태적 저장소와 확산 메커니즘을 규명하려는 접근이다. 연구실은 메타유전체 분석과 전장유전체 정보, 역학적 연관성 분석을 결합하여 지역사회 수준의 항생제 내성 통합감시 체계를 고도화하고 있다. 관련 프로젝트에서는 사람·동물·환경을 포괄하는 원헬스 관점을 적용해 다분야 데이터를 연결하고, 내성 유전자 이동 경로와 위험도를 평가하는 분석 체계를 구축한다. 대표 논문에서는 인간 장내 및 병원성 미생물에서 기원한 이동성 저항성 유전자가 환경 미생물군에서 증식할 수 있음을 보여주며, 항생제 내성 문제의 복잡성과 사회·생태학적 중요성을 강조했다. 이 연구는 공중보건 대응 전략과 환경정책 수립에 중요한 과학적 근거를 제공한다. 향후에는 내성 감시의 표준화, 조기경보 시스템 개발, 데이터 통합 플랫폼 구축을 통해 지역사회와 국가 단위의 대응 역량을 높일 수 있다. 따라서 이 주제는 미생물생태 연구를 사회적 난제 해결로 확장하는 연구실의 대표적 응용 분야라고 볼 수 있다.

이 연구 주제는 다양한 환경과 숙주 내에서 형성되는 미생물 군집의 구조, 다양성, 기능을 통합적으로 이해하는 데 초점을 둔다. 설우준 연구실은 인체 장내, 피부, 해양환경 등 서로 다른 생태적 맥락에서 마이크로바이옴이 어떻게 구성되고 변화하는지를 분석하며, 미생물생태학의 관점에서 군집 안정성, 적응, 상호작용의 원리를 규명하고자 한다. 특히 환경 변화나 외부 교란이 미생물 군집에 미치는 영향을 해석함으로써 건강, 질병, 생태계 변화 사이의 연결고리를 밝히는 연구를 수행한다. 이를 위해 메타지놈 분석, 차세대염기서열분석, 군집 비교 분석, 기능 유전자 프로파일링 등 고해상도 분자생태학적 기법을 활용한다. 해양 마이크로바이옴 탐색 프로젝트에서는 우리나라 해역 전반의 미생물 다양성과 기능 유전자 분포를 체계적으로 조사하고, 장내 및 피부 마이크로바이옴 연구에서는 표준화된 시료 수집과 데이터 분석 프로토콜을 구축하여 신뢰성 높은 비교 연구 기반을 마련하고 있다. 이러한 접근은 단순한 종 조성 파악을 넘어 미생물 군집의 기능과 생태적 의미를 해석하는 데 강점을 가진다. 궁극적으로 이 연구는 미생물 군집 변화의 예측 가능성을 높이고, 생태계 진단 및 질병 관련 바이오마커 발굴로 이어질 수 있다. 해양 생태계 변화 예측, 한국인 표준 피부마이크로바이옴 데이터베이스 구축, 장내 마이크로바이옴 기반 영양·건강 상태 평가 등 실제 응용 가능성이 매우 크다. 따라서 본 주제는 기초 미생물생태 연구와 환경·의생명 응용을 잇는 연구실의 핵심 축이라 할 수 있다.

이 연구 주제는 미생물 유전체의 DNA 메틸화와 같은 에피유전학적 표지가 개별 미생물의 유전자 조절뿐 아니라 군집 수준의 생태적 변화와 상호작용을 어떻게 반영하는지 탐구한다. 설우준 연구실은 미생물 군집 내 DNA 메틸화 패턴이 군집 조성, 안정성, 복원력, 바이러스-숙주 상호작용과 연결될 수 있다는 점에 주목하고, 기존 메타지놈 연구를 넘어선 에피메타지놈 분석을 수행하고 있다. 이는 미생물생태학과 분자유전학을 접목한 선도적 접근이다. 구체적으로 연구실은 메타지놈 내 DNA methylation을 측정하고 해석할 수 있는 분석 파이프라인을 개발하며, 해양 마이크로바이옴을 포함한 실제 환경 시료에 이를 적용하고 있다. 관련 연구에서는 해양 미생물 군집의 DNA 메틸화 패턴이 군집 구성 변화와 연관되며, 바이러스와 숙주 간 동역학을 이해하는 중요한 단서가 될 수 있음을 제시했다. 이러한 방법론은 단순 서열 정보만으로는 포착하기 어려운 기능 조절과 생태적 반응을 밝혀낸다는 점에서 높은 학술적 가치를 가진다. 장기적으로 이 연구는 미생물 군집의 기능 예측 정확도를 높이고, 환경 변화에 대한 군집 반응을 더 정밀하게 설명하는 데 기여할 수 있다. 또한 바이러스-숙주 관계 규명, 군집 안정성 예측, 기능성 미생물 자원 탐색 등 다양한 분야로 확장 가능하다. 미생물 군집 연구의 차세대 핵심 축으로서, 본 연구실의 독창성을 가장 잘 보여주는 주제 중 하나이다.

설우준 연구실은 장내 및 피부 마이크로바이옴이 인체 건강과 질환 진행에 미치는 영향을 규명하는 연구를 수행한다. 항생제에 의한 장내 미생물 불균형이 폐기종 악화, 염증 증가, 자가포식 조절 이상과 연결될 수 있음을 분석한 연구는 미생물군과 전신 질환의 상호작용을 보여주는 대표 사례이다. 또한 위암 환자의 위절제술 이후 장내 미생물 변화와 영양 상태의 관계를 분석하여, 수술 후 회복과 마이크로바이옴 안정성의 연관성도 탐색하고 있다. 이러한 연구는 마이크로바이옴 조성 변화뿐 아니라 대사체, 면역반응, 염증 지표, 임상정보를 함께 해석하는 다층적 접근을 특징으로 한다. 연구실은 멀티오믹스 기반 대사·신호전달 경로 분석 도구 개발 프로젝트를 통해 질병 예측 모델과 기능 해석 기술을 고도화하고 있으며, 피부마이크로바이옴 표준 참조 데이터 구축을 통해 피부질환 비교 임상연구의 기반도 마련하고 있다. 이는 기초 생태 연구를 임상적 해석으로 연결하는 중요한 연구 전략이다. 향후 이 연구는 개인 맞춤형 질환 예측, 미생물군 기반 치료 전략, 임상 바이오마커 개발로 발전할 가능성이 크다. 특히 장-폐 축, 장-영양 축, 피부 마이크로바이옴과 염증성 질환의 관계를 체계적으로 밝힘으로써 정밀의료와 예방의학에 기여할 수 있다. 따라서 본 주제는 미생물생태학을 의생명 문제 해결로 확장하는 연구실의 중요한 응용 영역이다.