본 연구실은 항체 기반 치료제의 개발과 이를 위한 첨단 질량분석 플랫폼 구축에 중점을 두고 있습니다. 항체 치료제는 암을 비롯한 다양한 질병 치료에 있어 매우 중요한 역할을 하고 있으며, 본 연구실에서는 차세대 항체 치료제의 개발을 위해 다양한 분자생물학적, 화학공학적 기법을 융합하고 있습니다. 특히, 홍익대학교 정 연구실과의 협업을 통해 암세포를 표적으로 하는 새로운 항체 치료제의 설계와 검증을 진행하고 있습니다. 이러한 연구를 효과적으로 수행하기 위해 SampleStream 플랫폼과 탑다운 질량분석(Top-Down Mass Spectrometry, TDMS)을 결합한 고효율 단백질 분석 워크플로우를 개발하였습니다. 이 플랫폼은 단백질의 구조적 특성과 변형을 신속하게 분석할 수 있어, 항체 및 바이오의약품의 품질 평가와 신약 개발에 큰 기여를 하고 있습니다. 또한, 항체의 구조적 다양성과 기능적 특성을 정밀하게 규명함으로써, 맞춤형 치료제 개발의 기반을 마련하고 있습니다. 이 연구는 기존의 하향식(bottom-up) 단백체학의 한계를 극복하고, 단백질의 전체 구조와 변형을 직접적으로 파악할 수 있는 혁신적인 방법론을 제시합니다. 이를 통해 암 등 난치성 질환의 진단 및 치료제 개발에 새로운 패러다임을 제공하며, 향후 임상 및 산업적 응용 가능성이 매우 높습니다.

본 연구실은 메타볼로믹스와 유전체학을 융합한 메타볼로지노믹스(metabologenomics) 플랫폼을 활용하여, 새로운 구조의 천연물 및 2차 대사산물을 대규모로 발굴하고 있습니다. 메타볼로지노믹스는 대사체와 유전체 정보를 통합 분석함으로써, 기존에 알려지지 않은 화합물의 구조와 생합성 경로를 동시에 규명할 수 있는 첨단 연구 방법입니다. 이를 통해 신약 후보 물질의 발굴과 기능성 천연물의 개발이 가능해집니다. 연구실에서는 대사체 분석과 유전체 데이터 마이닝을 통해, 흥미로운 구조적 특성을 가진 새로운 2차 대사산물을 선별하고, 이들의 생합성 유래를 추적합니다. 또한, 이미 알려진 천연물의 생합성 경로를 재해석하거나, 완전히 새로운 구조와 생합성 경로를 가진 화합물을 규명함으로써, 바이오의약품 및 기능성 소재 개발에 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 항생제, 항암제, 면역조절제 등 다양한 의약품 개발에 중요한 기반이 됩니다. 메타볼로지노믹스 연구는 대규모 데이터 분석과 첨단 생명공학 기술의 융합을 필요로 하며, 본 연구실은 이를 위한 바이오정보학, 인공지능(AI) 기반 분석 기법도 적극적으로 도입하고 있습니다. 이를 통해 신약 개발의 효율성과 성공 가능성을 높이고, 미래 바이오헬스 산업의 혁신을 선도하고 있습니다.

생물화학공학은 생명과학과 화학공학의 융합 학문으로, 본 연구실은 이를 기반으로 바이오의약품의 생산, 정제, 품질 평가에 관한 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 단백질 및 항체의 구조적 특성, 변형, 당화(glycosylation) 등 품질 특성의 정량적 분석에 중점을 두고 있습니다. 이를 위해 MALDI-MS, LC-MS/MS 등 첨단 질량분석 기법을 활용하여, 바이오의약품의 안전성과 유효성을 체계적으로 평가하고 있습니다. 연구실은 또한, 바이오의약품의 생산 공정 최적화와 신속한 품질 관리 플랫폼 개발에도 힘쓰고 있습니다. 예를 들어, 단백질의 O-글리칸 정량 분석법, 항체의 변형 및 구조적 다양성 평가법 등 다양한 분석 기술을 개발하여, 제약 산업에서 요구하는 높은 품질 기준을 충족시키고 있습니다. 이러한 연구는 바이오의약품의 상용화와 글로벌 경쟁력 확보에 중요한 역할을 합니다. 더불어, 본 연구실은 질병 진단용 바이오마커 개발, 조직공학용 바이오소재 개발 등 다양한 응용 연구도 병행하고 있습니다. 이를 통해 생명공학 및 의약학 분야의 융합 연구를 선도하며, 인류 건강 증진에 기여하고 있습니다.