이 연구 주제는 물에 잘 녹지 않거나 쉽게 분해되는 기능성 식품·천연물 유래 성분의 한계를 극복하기 위해, 단백질 및 생체적합성 소재를 활용한 나노전달체를 설계하는 데 초점을 둔다. 연구실의 논문과 특허에서 확인되듯이 글라브리딘, 카로티노이드, 세라마이드, 식물추출물과 같은 생리활성 물질을 제인 단백질, 카제인, 탄수화물 등과 결합해 안정한 나노복합체로 제조함으로써 용해도, 저장 안정성, 분산성, 기능 발현을 높이는 접근을 지속적으로 수행하고 있다. 이 과정에서 연구실은 분자 간 상호작용을 정밀하게 해석하는 데 강점을 보인다. 형광분광법, 원형이색성 분석, 분자동역학 및 분자도킹 기법을 통해 기능성 화합물과 단백질 사이의 결합 메커니즘, 소수성 상호작용, 수소결합, 구조적 안정화 양상을 규명한다. 이러한 기초 분석은 단순히 소재를 캡슐화하는 수준을 넘어, 어떤 조합이 가장 높은 생체이용률과 항산화·항균 활성을 유도하는지 예측하고 최적화하는 데 중요한 기반이 된다. 응용 측면에서 이 연구는 식품, 화장품, 의약품 소재 개발과 직접 연결된다. 수계 환경에서도 안정하게 유지되는 나노입자는 기능성 원료의 활용 범위를 넓히고, 실제 제형화 가능성을 높이며, 산업적 상용화 가능성도 크다. 특히 기능성 식품 성분의 전달 효율을 개선해 건강증진 효과를 강화하고, 천연 유래 활성물질의 활용도를 높인다는 점에서 식품생명공학과 나노바이오 융합의 대표적 연구축으로 볼 수 있다.

이 연구 주제는 장내미생물과 뇌신경 건강의 상호작용, 즉 장-뇌 축(gut-brain axis)에 주목하여 파킨슨병과 같은 신경퇴행성 질환의 예방 및 완화에 기여할 수 있는 바이오소재를 개발하는 데 목적이 있다. 연구실은 장내 미생물 라이브러리 구축, 유효 균주 탐색, 나노입자 기반 전달기술 접목, 질환 모델에서의 효능 검증을 통합한 연구를 수행하고 있으며, 관련 국가과제와 특허를 통해 이 분야의 연속적인 연구 기반을 축적해 왔다. 특히 예쁜꼬마선충, 오가노이드, 동물모델 등 다양한 실험 시스템을 활용해 파킨슨병 억제 효과를 빠르고 정량적으로 평가하려는 점이 특징적이다. 장내 미생물 또는 그 대사체가 신경세포 보호, 노화 지연, 신경염증 조절에 어떤 영향을 미치는지 분석하고, 이를 나노-프로바이오틱스 형태로 고도화하여 안정성 및 전달 효율을 높이는 전략을 채택하고 있다. 최근 특허에 나타난 유산균 기반 레보도파 생산 기술 역시 이러한 연구 흐름과 연결되며, 장내 환경에서 직접 기능성 대사산물을 생성하도록 설계하는 응용 가능성을 보여준다. 이 연구는 식품생명공학, 미생물공학, 나노바이오, 신경질환 응용이 만나는 융합 분야라는 점에서 의미가 크다. 향후에는 건강기능식품, 맞춤형 프로바이오틱스, 질환 예방형 마이크로바이옴 소재, 보조 치료제 개발로 이어질 가능성이 높다. 기존 의약 중심 접근을 보완하면서도 안전성과 지속가능성을 갖춘 바이오 기반 솔루션을 제시한다는 점에서 학문적·산업적 파급력이 큰 연구 방향이다.

이 연구 주제는 생물화학공학의 핵심인 미생물 및 세포 기반 전환기술을 활용하여 유용 화합물을 생산하고, 이를 식품·의약·소재 분야로 확장하는 데 중점을 둔다. 연구실의 배경 키워드인 동물세포 배양, 생물화학공학, 식품생명공학은 이러한 정체성을 잘 보여주며, 메탄올을 이용한 유기산 생산 공정 개발, 유산균 기반 레보도파 생산, 단백질 전달 시스템 개발 등은 모두 생물 시스템을 정밀하게 제어하여 기능성 물질을 얻는 연구로 연결된다. 구체적으로는 Aspergillus, Pichia와 같은 미생물을 이용해 메탄올을 유기산으로 전환하는 공정 개발이 대표적이다. 이는 단순한 배양 연구를 넘어 대사경로 최적화, 저순도 원료 활용, 스케일업, 화학-생물 복합전환까지 포함하는 공정 중심 연구라는 점에서 산업적 중요성이 높다. 또한 실크웜 유래 세포침투성 단백질 30Kc19를 이용한 단백질 전달 시스템 연구는 세포 내 기능성 물질 전달을 가능하게 하여, 생물의약 및 세포공학 응용 가능성을 확장한다. 이러한 연구는 지속가능한 바이오제조와 고기능성 바이오소재 생산이라는 두 가지 측면에서 의의가 있다. 화석기반 공정을 대체할 수 있는 친환경 생물전환 기술, 질환 대응용 대사산물 생산, 세포 기반 전달 플랫폼 개발은 미래 바이오산업의 핵심 축으로 평가된다. 따라서 본 연구실의 생물화학공학 연구는 기초 생명현상 이해를 넘어 실제 산업 공정과 제품화로 이어지는 응용 지향적 성격이 매우 강하다.