권태준 연구실
바이오메디컬공학과 권태준
권태준 연구실은 바이오메디컬공학과를 기반으로 생물정보학, 오믹스 데이터 분석, 세포 및 분자생물학, 바이오엔지니어링 등 다양한 융합 연구를 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 Xenopus(아프리카 발톱개구리)와 같은 모델 생물을 활용한 발생생물학, 유전체학, 단일세포 분석, 그리고 질병 모델 연구에 특화되어 있습니다. 이를 통해 생명현상의 근본적인 원리를 규명하고, 질병의 진단 및 치료에 적용 가능한 혁신적인 기술을 개발하고 있습니다.
연구실의 주요 연구 분야는 크게 세 가지로 나눌 수 있습니다. 첫째, 생물정보학 및 오믹스 데이터 통합 분석을 통해 유전자 발현 조절, 세포 간 신호전달, 조직 특이적 유전자 네트워크 등 복잡한 생명현상을 체계적으로 해석합니다. 자체 개발한 데이터베이스(AmphiBase, Xenbase 등)와 첨단 분석 플랫폼을 활용하여, 국내외 연구자들과의 협업 및 데이터 공유에도 적극적으로 참여하고 있습니다.
둘째, 섬모(cilia) 및 세포 소기관의 발생과 기능, 그리고 이들의 이상이 질병에 미치는 영향에 대한 연구를 수행합니다. 단일세포 전사체 분석, 유전자 편집, 단백질체 분석 등 다양한 첨단 기법을 활용하여, 섬모의 형성과정, 운동 조절, 신호전달 경로, 그리고 섬모 이상과 관련된 질환(예: 호흡기 질환, 신경계 질환, 암 등)의 분자적 기전을 규명합니다.
셋째, 환자 맞춤형 암 연구 및 유전자 편집 기술 개발에 집중하고 있습니다. 환자 유래 오가노이드, PDX 모델, 바이오프린팅, 혈액뇌장벽 칩 등 첨단 바이오엔지니어링 플랫폼을 활용하여, 암의 이질성, 약물 반응성, 치료 저항성 등을 정밀하게 분석하고, CRISPR/Cas9 기반의 혁신적 치료법을 개발하고 있습니다. 이를 통해 정밀의료 실현과 임상 적용을 위한 다양한 특허 및 기술이전 성과를 창출하고 있습니다.
이외에도 연구실은 미생물 진단, 항생제 내성균 탐지, 신경계 질환 모델 개발, 유전체 3차 구조 연구 등 다양한 융합 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 바이오메디컬 분야의 학문적 발전뿐만 아니라, 실제 임상 및 산업 현장에서의 응용 가능성을 높이고 있습니다. 권태준 연구실은 앞으로도 생명과학과 의공학의 경계를 넘나드는 융합 연구를 통해, 인류 건강 증진과 정밀의료 실현에 기여할 것입니다.
Antibiotic Resistance Diagnosis
Cancer Cell Communication
Digital Healthcare for Industrial Safety
생물정보학 기반의 다중 오믹스 데이터 통합 및 분석
권태준 연구실은 생물정보학을 기반으로 다양한 오믹스(유전체, 전사체, 단백질체 등) 데이터를 통합적으로 분석하여 생명현상의 복잡한 메커니즘을 규명하는 데 주력하고 있습니다. 특히, Xenopus(아프리카 발톱개구리)와 같은 모델 생물을 활용하여 발생, 분화, 질병 모델에서 얻어진 대규모 데이터셋을 체계적으로 해석하고, 이를 통해 유전자 발현 조절, 신호전달 네트워크, 세포 간 상호작용 등 생명과학의 핵심 문제를 해결하고자 합니다.
이 연구실은 최신 생물정보학 알고리즘과 인공지능 기반 분석 기법을 적극적으로 도입하여, 복잡한 생물학적 데이터를 정밀하게 해석합니다. 예를 들어, 단일세포 RNA 시퀀싱 데이터, 크로마틴 구조 분석, 단백질 상호작용 네트워크 등 다양한 데이터 유형을 통합 분석함으로써, 세포 운명 결정, 조직 특이적 유전자 조절, 질병 관련 유전자 변이의 기능적 의미를 밝히고 있습니다. 또한, 자체 개발한 데이터베이스와 분석 플랫폼(예: AmphiBase, Xenbase 등)을 통해 국내외 연구자들과의 협업도 활발히 진행 중입니다.
이러한 연구는 질병 진단 및 치료 타깃 발굴, 신약 개발, 맞춤형 의료 등 바이오메디컬 분야의 혁신적인 발전에 기여하고 있습니다. 특히, 희귀질환, 암, 신경계 질환 등 다양한 질환 모델에서 얻어진 오믹스 데이터를 활용하여, 환자 맞춤형 정밀의료의 실현을 위한 기반 기술을 제공하고 있습니다.
섬모 및 세포 소기관의 발생과 질병에서의 역할 규명
권태준 연구실은 섬모(cilia)와 같은 세포 소기관의 발생, 구조, 기능 및 이들의 이상이 질병에 미치는 영향을 심층적으로 연구하고 있습니다. 섬모는 호흡기, 신경계, 생식기 등 다양한 조직에서 중요한 역할을 하며, 섬모의 이상은 호흡기 질환, 신경계 질환, 불임 등 다양한 질환과 밀접하게 연관되어 있습니다. 연구실은 Xenopus 모델을 활용하여 섬모 발생의 유전적·분자적 조절 메커니즘을 규명하고, 섬모 관련 유전자 및 단백질의 기능을 체계적으로 분석합니다.
특히, 단일세포 전사체 분석, 유전자 편집(CRISPR/Cas9), 단백질체 분석 등 첨단 분자생물학 및 생물정보학 기법을 활용하여 섬모의 형성과정, 섬모 단백질 복합체의 조립, 섬모 운동 조절, 세포 내 신호전달 경로 등을 다각적으로 연구합니다. 또한, 섬모 이상이 암, 신경계 질환, 선천성 기형 등 다양한 질병에서 어떻게 나타나는지, 그리고 이를 치료하기 위한 새로운 타깃 및 치료법 개발에도 집중하고 있습니다.
이러한 연구는 섬모질환(예: 원발성 섬모운동장애, 다발성 낭포성 신증 등) 및 관련 희귀질환의 진단·치료법 개발에 중요한 기초 지식을 제공하며, 나아가 세포 소기관의 기능 이상이 인체 건강에 미치는 영향을 이해하는 데 큰 기여를 하고 있습니다.
정밀의료를 위한 환자 맞춤형 암 연구 및 유전자 편집 기술 개발
연구실은 환자 유래 오가노이드, PDX(환자 유래 이식종) 모델, 그리고 CRISPR/Cas9 기반 유전자 편집 기술을 활용하여 암의 발생과 진행, 치료 저항성의 분자적 기전을 규명하고 있습니다. 특히, 환자별로 상이한 유전자 변이와 종양 미세환경을 반영한 맞춤형 모델을 구축하여, 암세포의 이질성, 약물 반응성, 치료 타깃의 발굴 등 정밀의료 실현을 위한 핵심 연구를 수행합니다.
최근에는 바이오프린팅 기술을 이용한 환자 유래 오가노이드 어레이, 혈액뇌장벽 칩 등 첨단 바이오엔지니어링 플랫폼을 개발하여, 실제 환자 조직의 미세환경을 모사하고, 약물 반응성 및 예후 예측 모델을 고도화하고 있습니다. 또한, 암 특이적 유전자 변이(InDel 등)를 표적으로 하는 CRISPR 기반 치료법(CINDELA 등)을 개발하여, 정상세포에는 영향을 주지 않으면서 암세포만을 선택적으로 사멸시키는 혁신적 치료 전략을 제시하고 있습니다.
이러한 연구는 암의 조기 진단, 예후 예측, 맞춤형 치료법 개발에 직접적으로 기여하며, 실제 임상 적용을 위한 다양한 특허 및 기술이전, 산학협력도 활발히 이루어지고 있습니다. 궁극적으로 환자 개개인에 최적화된 정밀의료 실현을 목표로 하고 있습니다.
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Bioprinted Patient-Derived Organoid Arrays Capture Intrinsic and Extrinsic Tumor Features for Advanced Personalized Medicine
Han, J, Jeong, HJ, Choi, J, Kim, H, Kwon, T, Myung, K, Park, K, Park, JI, Sanchez, S, Jung, DB, Yu, CS, Song, IH, Shim, JH, Myung, SJ, Kang, HW, Park, TE
ADVANCED SCIENCE, 2025
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Fast and accurate multi-bacterial identification using cleavable and FRET-based peptide nucleic acid probes
Kim, S, Hyun, H, Im, JK, Lee, MS, Koh, H, Kang, D, Nho, SH, Kang, JH, Kwon, T, Kim, H
BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, 2025
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Drosulfakinin signaling encodes early-life memory for adaptive social plasticity
Jeong, J, Kwon, K, Geisseova, TJ, Lee, J, Kwon, T, Lim, C
eLife, 2025
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부분 역분화 기법을 활용한 연골분화 특이적 전구체 줄기세포 유도기술 개발
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산업재해 특화 디지털 헬스케어 인재 양성 연구단
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형광표지자 기반 혈류감염 항생제 내성균 진단기술 개발
