합성생물학 및 유전자 공학 분야는 생명체의 유전 정보를 인위적으로 설계하고 조작함으로써 새로운 생물학적 기능을 창출하는 것을 목표로 합니다. 본 연구실에서는 최신 유전자 발현 제어 시스템과 다양한 유전공학 도구를 개발하여, 미생물의 유전자 회로를 설계하고 최적화하는 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 미생물의 대사 경로를 정밀하게 조절하고, 원하는 물질을 효율적으로 생산할 수 있는 기반 기술을 마련하고 있습니다. 특히, 합성 유전자 회로의 설계와 구현에 중점을 두어, 미생물 내에서 복잡한 대사 네트워크를 구축하고 있습니다. 이러한 연구는 기존의 자연계에 존재하지 않는 새로운 기능을 부여하거나, 기존 기능을 극대화하는 데 활용됩니다. 또한, 고효율 유전자 발현 시스템을 개발하여 산업적, 의학적으로 중요한 단백질 및 대사산물의 생산성을 극대화하고 있습니다. 이러한 연구는 바이오산업 전반에 걸쳐 다양한 응용 가능성을 지니고 있습니다. 예를 들어, 친환경 바이오 연료, 의약품, 고부가가치 화합물 생산 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 미래 바이오 기반 산업의 혁신을 이끌 핵심 기술로 주목받고 있습니다.

지속가능한 대사공학은 미생물의 대사 경로를 인위적으로 조작하여, 환경 친화적이고 경제적인 방식으로 다양한 유용 화합물을 생산하는 기술입니다. 본 연구실에서는 미생물 대사 회로의 설계 및 최적화를 통해, 고부가가치 화합물의 지속 가능한 생산 시스템을 개발하고 있습니다. 이를 위해 대사공학적 전략과 유전자 조작 기술을 결합하여, 미생물의 생산성을 극대화하고 있습니다. 특히, 산업 및 의학적으로 중요한 물질의 생산을 목표로 하여, 미생물의 대사 네트워크를 체계적으로 분석하고, 효율적인 생산 경로를 구축하고 있습니다. 이러한 연구는 기존 화학 공정에 비해 에너지 소비와 환경 오염을 줄일 수 있는 친환경적 대안으로 각광받고 있습니다. 또한, 미생물의 대사 경로를 유연하게 조절함으로써, 다양한 원료로부터 원하는 제품을 생산할 수 있는 범용성을 확보하고 있습니다. 이러한 지속가능한 대사공학 연구는 미래의 바이오 기반 산업에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다. 친환경 바이오 연료, 바이오플라스틱, 의약품 등 다양한 분야에서 응용될 수 있으며, 자원 고갈과 환경 문제 해결에 기여할 수 있는 중요한 기술로 자리매김하고 있습니다.

나노 바이오공학은 생명과학과 나노기술을 융합하여, 새로운 바이오 진단 및 치료 기술을 개발하는 첨단 분야입니다. 본 연구실에서는 바이오리셉터 기반의 나노 바이오 도구와 첨단 바이오센서 개발에 주력하고 있습니다. 이를 통해 질병 진단, 환경 모니터링, 식품 안전 등 다양한 분야에서 활용 가능한 고감도, 고특이성 바이오센서 기술을 연구하고 있습니다. 특히, 나노소재와 생체분자의 결합을 통해 기존 센서의 한계를 극복하고, 초고감도 진단 플랫폼을 개발하고 있습니다. 예를 들어, 금 나노입자, 탄소나노튜브, 양자점 등 다양한 나노소재를 활용하여, 병원체, 바이오마커, 독성물질 등을 신속하고 정확하게 검출할 수 있는 시스템을 구축하고 있습니다. 이러한 기술은 의료 현장에서의 조기 진단, 맞춤형 치료, 감염병 관리 등에 큰 기여를 할 수 있습니다. 더불어, 본 연구실의 나노 바이오공학 연구는 산업적 응용뿐만 아니라, 미래 바이오 헬스케어 및 정밀의료 분야의 혁신을 이끌고 있습니다. 다양한 특허와 논문을 통해 그 우수성이 입증되고 있으며, 실제 산업 현장과의 협력을 통해 기술의 실용화 및 상용화에도 앞장서고 있습니다.