김연주 연구실은 응용미생물학과 생명공학을 기반으로 천연물, 미생물, 나노바이오 융합기술을 활용한 항암, 항염, 면역증강, 항바이러스 소재 개발에 특화된 연구를 수행하고 있습니다. 연구실은 인삼, 생강, 오미자 등 한방 및 전통 식물에서 유래한 유효 성분의 대량생산, 생물전환, 구조변환을 위한 미생물 및 효소 활용 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 미생물 발효 및 유전자 조작을 통해 기존에 얻기 어려웠던 희귀 사포닌이나 기능성 대사산물을 효율적으로 생산하고, 이들의 항암, 항염, 면역조절 효과와 작용기전을 분자생물학적으로 규명합니다. 또한, 연구실은 미생물 및 천연물 유래 대사산물과 금, 은, 셀레늄 등 금속 나노입자를 융합한 나노바이오 소재 개발에 집중하고 있습니다. 미생물 또는 식물 추출물을 환원제 및 안정화제로 활용하는 친환경적 나노입자 합성법을 적용하여, 인체 안전성과 대량생산 가능성을 높이고 있습니다. 합성된 나노입자는 다양한 암세포주 및 동물모델에서의 항암, 항염, 면역증강, 항바이러스 효과를 평가하며, NF-κB, MAPK, PI3K/Akt, ferroptosis, autophagy 등 다양한 분자수준의 작용기전을 심층적으로 분석합니다. 연구실은 또한 미생물 기반의 기능성 소재 개발뿐 아니라, 식물생장촉진, 환경스트레스 저항성 증진, 중금속 및 염류 스트레스 완화 등 농업생명공학 분야에도 연구를 확장하고 있습니다. 다양한 신규 미생물 균주(예: Bacillus, Paenibacillus, Curtobacterium, Sphingomonas 등)를 분리·동정하여, 이들의 대사산물 및 효소를 활용한 응용 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 이를 통해 식품, 의약, 화장품, 농업 등 다양한 산업 분야에 적용 가능한 기술을 개발하고 있습니다. 연구실은 다수의 국내외 특허 등록, 기술이전, 시제품 개발, 산업화 성과를 보유하고 있으며, 국내외 저명 학술지에 활발히 논문을 발표하고 있습니다. 또한, 정부 및 산업체와의 공동연구, 산학협력, 국제학술대회 발표 등 활발한 대외활동을 통해 연구성과의 사회적 확산과 산업적 활용을 적극적으로 추진하고 있습니다. 이처럼 김연주 연구실은 응용미생물과 나노바이오 융합기술을 바탕으로 차세대 바이오헬스케어 및 기능성 소재 산업을 선도하고 있으며, 미래 바이오산업의 혁신과 인류 건강 증진에 기여하고 있습니다.