연구 영역

대표 연구 분야

연구실에서 최근에 진행되고 있는 관심 연구 분야

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환경 미생물학 및 메탄산화세균 연구

김시욱 연구실은 환경 미생물학, 특히 메탄산화세균을 중심으로 한 미생물의 다양성과 기능에 대한 심층적인 연구를 수행하고 있습니다. 메탄산화세균은 대기 중 온실가스인 메탄을 산화시켜 메탄올 등 유용한 화합물로 전환하는 능력을 가지고 있어, 기후변화 대응과 자원화 측면에서 매우 중요한 역할을 합니다. 연구실에서는 논, 해양, 황토 등 다양한 환경에서 새로운 메탄산화세균을 분리·동정하고, 이들의 생리적 특성과 유전적 특성을 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 메탄산화세균의 대사 경로, 메탄 산화 효소의 구조와 기능, 그리고 메탄올 생산 효율을 극대화하기 위한 배양 조건 최적화 등 다양한 주제를 포함합니다. 최근에는 메탄산화세균과 이종 미생물 간의 혼합배양을 통해 메탄 소비 및 유용물질 생산의 시너지 효과를 탐구하고 있으며, 이를 통해 바이오가스 기반의 친환경 에너지 및 화학물질 생산 기술 개발에 기여하고 있습니다. 이 연구는 온실가스 저감, 바이오연료 및 바이오화학물질 생산, 환경정화 등 다양한 응용 분야로 확장될 수 있습니다. 특히, 메탄산화세균의 유전체 분석과 대사공학적 접근을 통해 고효율 메탄올 생산 균주 개발, 바이오리파이너리 공정 설계 등 미래 친환경 산업의 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다.

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유해조류 방제 및 바이오나노기술 융합

연구실은 해양 및 담수에서 발생하는 유해조류(적조 등) 문제 해결을 위한 다양한 생물학적 방제 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 바이오나노 캡시드, 바이러스 유사 입자(VLP), 항적조 펩타이드 등 첨단 바이오소재를 활용하여 유해조류를 선택적으로 제어하는 융합기술을 선도적으로 연구하고 있습니다. 이러한 기술은 기존의 화학적 방제제에 비해 환경 친화적이며, 해양 생태계에 미치는 부작용을 최소화할 수 있습니다. 연구실은 유해조류를 감염시키는 바이러스의 캡시드 단백질을 대장균 등에서 대량 발현하여 바이러스 유사 입자를 제조하고, 여기에 살조물질이나 펩타이드를 탑재하여 유해조류에 특이적으로 작용하는 방제 시스템을 개발합니다. 또한, 황토, 천연 미생물제, 나노소재 등 다양한 친환경 소재와의 융합을 통해 방제 효율을 극대화하고, 실해역 적용 가능성을 검증하고 있습니다. 이러한 연구는 국내외 특허와 기술이전, 산업화로도 이어지고 있으며, 해양수산 및 환경산업 분야에서 실질적인 사회적·경제적 가치를 창출하고 있습니다. 미래에는 기후변화로 인한 유해조류 발생 증가에 대응하는 지속가능한 해양환경 관리 기술로서 그 중요성이 더욱 커질 것으로 기대됩니다.