Evo-Neuro-Devo 연구는 동물 신경계의 기원과 진화 과정을 발달생물학적 관점에서 심층적으로 탐구하는 분야입니다. 본 연구실에서는 곤충의 화학감각 시스템을 주요 모델로 삼아, 신경계가 어떻게 다양한 환경에 적응하며 새로운 기능을 획득해왔는지에 대해 연구합니다. 이를 위해 유전체, 전사체, 단일세포 분석 등 첨단 오믹스 기술을 활용하여 신경계의 구조적·기능적 다양성이 어떻게 발달 프로그램의 변화와 연결되는지 규명합니다. 신경계 진화의 핵심은 기존 발달 경로의 미세한 조정과 혁신에 있습니다. 본 연구실은 신경계의 발달적 재구성이 어떻게 새로운 행동 양상과 생태적 적응을 이끌어내는지, 그리고 이러한 변화가 유전적·분자적 수준에서 어떻게 조절되는지에 주목합니다. 다양한 곤충 종과 비모델 생물을 대상으로 한 비교 연구를 통해, 신경계의 진화적 경로와 그에 따른 생물학적 다양성의 기원을 밝히고자 합니다. 이러한 연구는 신경계 질환의 진화적 배경을 이해하는 데에도 중요한 시사점을 제공합니다. 또한, 신경계의 발달과 진화가 환경 변화에 어떻게 반응하는지에 대한 통찰을 제공함으로써, 생명과학 전반에 걸친 새로운 연구 방향을 제시합니다.

CeLTEE(C. elegans Long-Term Evolution Experiment)는 다세포 생물 시스템에서 진화 과정을 실시간으로 추적하고 분석하기 위한 장기 진화 실험 플랫폼입니다. 본 연구실은 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)을 모델로 하여, 다양한 환경 조건에서 수천 세대에 걸친 진화적 변화를 실험적으로 관찰합니다. 이를 통해 유전자, 표현형, 행동의 변화가 어떻게 축적되고, 새로운 적응이 어떻게 출현하는지 정량적으로 분석합니다. 장기 진화 실험은 자연 상태에서 관찰하기 어려운 진화적 사건들을 실험실 환경에서 재현할 수 있다는 점에서 큰 의의를 가집니다. 본 연구실은 오믹스 데이터와 유전적 계통 분석을 결합하여, 진화적 혁신의 분자적 기작과 적응의 경로를 규명합니다. 특히, 실험 진화 과정에서 나타나는 유전자 변이, 발현 조절, 신경계 및 행동의 변화 등을 다각적으로 추적합니다. 이러한 연구는 진화생물학의 이론적 토대를 강화할 뿐만 아니라, 환경 변화에 대한 생물의 적응력과 진화적 잠재력을 이해하는 데 중요한 정보를 제공합니다. 또한, 실험 진화 플랫폼은 신약 개발, 환경 스트레스 내성 연구 등 다양한 응용 분야로 확장될 수 있습니다.

공생적 공진화 연구는 서로 다른 종들이 긴밀한 상호작용을 통해 어떻게 함께 진화해왔는지를 밝히는 데 중점을 둡니다. 본 연구실은 무화과, 무화과벌, 무화과선충이 이루는 삼자 공생계를 모델로 하여, 이들 종 사이의 생태적·진화적 상호작용을 심층적으로 분석합니다. 각 종은 서로의 생존과 번식에 중요한 역할을 하며, 이러한 상호작용이 유전자 수준에서 어떻게 조절되고 진화하는지 연구합니다. 공진화 과정에서는 종 간 신호 전달, 행동 변화, 생리적 적응 등이 복합적으로 작용합니다. 본 연구실은 현장 조사와 실험실 실험을 병행하여, 공생계 내에서 발생하는 유전적 변화와 그 결과로 나타나는 생태적 특성을 추적합니다. 이를 통해 공진화가 생물 다양성의 원동력이자, 새로운 진화적 혁신의 촉매임을 규명합니다. 이 연구는 생태계 내에서의 종 다양성 유지, 병원체-숙주 상호작용, 그리고 생물학적 방제 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다. 또한, 공진화의 분자적·생태적 메커니즘을 밝힘으로써, 복잡한 생물학적 네트워크의 진화 원리를 이해하는 데 기여합니다.