이 연구실은 전통적인 효소 저해제 중심의 약물개발을 넘어, 질병 관련 단백질 자체를 선택적으로 제거하는 표적 단백질 분해 기술을 핵심 연구축으로 발전시키고 있다. 특히 PROTAC, 분자접착제, N-데그론 경로 기반 분해 유도체 등 차세대 화학적 접근을 활용하여 기존 약물로는 조절이 어려운 표적을 제어하는 전략에 집중한다. 이는 암, 대사질환, 희귀질환 등 다양한 질환에서 원인 단백질의 양과 기능을 동시에 조절할 수 있다는 점에서 큰 의미를 가진다. 연구실의 대표 성과는 SRC-1과 같은 질환 연관 전사 보조인자를 N-데그론 경로를 통해 선택적으로 분해하는 분자를 개발한 데서 잘 드러난다. 이 과정에서 E3 리가아제 선택성, 표적 결합체 설계, 세포 내 분해 효율, 침윤 및 전이 억제 효과까지 통합적으로 검증하는 화학생물학적 연구를 수행한다. 또한 GID4, UBR 계열과 같은 분해 경로 요소를 활용해 세포 유형에 덜 제한적인 분해 플랫폼을 만들고, 기존 PROTAC 기술의 적용 범위를 넓히려는 시도도 진행하고 있다. 이러한 연구는 단순한 분해 유도 화합물 발굴에 그치지 않고, 질병 생물학을 정밀하게 탐구할 수 있는 화학 도구 개발로 이어진다. 표적 단백질 분해 기술은 향후 저분자 신약, 펩타이드 기반 치료제, RNA 분해 기술과 결합해 더욱 확장될 가능성이 높으며, 연구실은 이를 통해 범용적이고 정밀한 차세대 치료 플랫폼 구축을 지향한다. 결과적으로 이 연구는 난치성 질환의 새로운 치료 패러다임을 여는 동시에 화학생물학의 응용 지평을 넓히는 역할을 한다.

이 연구실은 복잡한 생체 표적에 결합하는 고성능 리간드를 빠르게 발굴하기 위해 DNA 암호화 라이브러리(DEL)와 차세대 조합화학 플랫폼을 적극적으로 개발하고 있다. 기존의 저효율 스크리닝 방식이 가진 시간과 비용의 한계를 극복하기 위해, 초대규모 분자 다양성을 갖는 라이브러리를 설계하고 이를 단일 실험 흐름에서 선별할 수 있는 기술을 구축하는 것이 핵심 목표다. 이러한 접근은 표적 단백질뿐 아니라 단백질-단백질 상호작용, 단백질-RNA 상호작용처럼 난도가 높은 표적에도 적용 가능하다는 강점을 가진다. 특히 비천연 핵산 암호화 기술, 유기반응과 양립하는 라이브러리 합성법, 나노입자 기반 DNA 암호화 플랫폼 등은 연구실의 독창성을 잘 보여준다. 최근에는 온-나노입자 DNA 암호화 라이브러리와 in situ click chemistry를 결합하여, 구조적으로 유사한 인산가수분해효소 계열에서도 높은 선택성과 강한 결합력을 갖는 펩토이드 리간드를 발굴하는 성과를 보였다. 이는 단순한 결합 분자 발견을 넘어, 실제 효능과 선택성을 동시에 만족하는 화학 프로브 및 치료 후보물질을 효율적으로 찾을 수 있음을 입증한다. 이 연구는 향후 신약 탐색의 속도와 성공률을 획기적으로 높일 수 있는 기반 기술로 평가된다. 초거대 라이브러리, 고효율 선별, 정밀한 분자 설계를 결합함으로써 기존 방식으로는 접근하기 어려웠던 표적군에 대한 해법을 제시하고 있다. 더 나아가 이러한 플랫폼은 항암제, 면역조절제, 표적 단백질 분해 유도체, 진단용 화학 프로브 개발과도 유기적으로 연결되어 연구실 전체의 융합 연구를 뒷받침하는 중심 기술로 기능한다.

이 연구실은 질병의 조기 진단과 정밀 치료를 위해 형광 프로브, 펩타이드, 펩티도미메틱 분자를 활용하는 응용 연구도 활발히 수행하고 있다. 생체 분자의 기능과 병리 상태를 선택적으로 인식하는 화학 구조를 설계하여, 암과 면역 노화 같은 복잡한 생물학적 현상을 시각화하고 제어하는 것이 주요 방향이다. 이러한 연구는 생유기화학의 정교한 분자 설계 능력을 실제 바이오의료 문제 해결로 연결한다는 점에서 중요하다. 대표적으로 대장암 진단을 위한 효소 감응형 비율형광 염료와 항체-양자점 결합체를 이용한 다중 검출 연구는 연구실의 진단 응용 역량을 보여준다. 효소 활성, 암 특이 표지자, 조직 침투 특성을 동시에 고려하여 짧은 시간 안에 병변을 시각화할 수 있는 프로브를 개발함으로써, 기존 내시경 기반 진단의 한계를 보완하는 방향을 제시했다. 최근에는 면역 노화를 식별하기 위한 형광 프로브와 면역조절 물질 개발 과제도 수행하며, 바이오이미징과 치료 개입을 함께 고려하는 연구로 확장하고 있다. 또한 펩타이드-약물 복합체, 표적화 펩타이드, 펩티도미메틱 기반 항균 potentiator 등 치료 응용 측면에서도 강점을 가진다. 내성암, KRAS 변이, 다제내성균과 같은 난치성 문제를 겨냥해 약물성 개선, 선택적 전달, 약효 지속성 향상 전략을 병행하며, 화합물 설계와 생물학적 검증을 통합한다. 이처럼 연구실은 진단용 프로브와 치료용 분자를 아우르는 화학생물학 연구를 통해 정밀의학에 기여할 수 있는 실용적 원천기술을 축적하고 있다.