Research

Molecular Biotechnology & Synthetic Biology

Synthetic biology is an interdisciplinary field that creates novel biological functions and systems by designing, reconstructing, or synthesizing the genetic components of living organisms. By integrating knowledge from molecular biology, biochemistry, bioinformatics, systems biology, and so on, this field enables the design and construction of synthetic genetic parts, circuits, and metabolic pathways that do not exist in nature. These innovations are applied across diverse domains, including medicine, energy, environment, and agriculture.

We conduct various synthetic biology research projects based on molecular biological insights. We aim to construct microbial cell factories capable of producing pharmaceuticals, food additives, biofuels, and other biochemicals on a large scale. To achieve this, we focus on:

● developing synthetic bioparts to control gene expression and metabolic flux,

● applying evolutionary engineering and mutagenesis to improve cellular functions, and

● discovering novel molecular mechanisms through multi-omics analyses.

In addition, we are actively working on prototyping using cell-free systems and developing molecular diagnostic kits. Through these efforts, we strive to expand the potential of biology as a predictable, standardized, and modular engineering platform, overcoming the limitations of traditional biotechnology.

합성생물학은 생명체의 유전적 구성 요소를 설계·재구성하거나 인공적으로 합성하여 새로운 생물학적 기능이나 시스템을 창출하는 융합 학문입니다. 이는 분자생물학, 생화학, 생물정보학, 시스템생물학 등의 지식을 통합하여, 자연에 존재하지 않는 새로운 유전자 부품 및 회로, 대사 경로 등을 설계·제작함으로써 의학, 에너지, 환경, 농업 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다. 특히, 합성생물학은 생물 시스템을 공학적으로 모듈화하고 표준화하여 예측 가능하고 반복 가능한 생물학적 설계를 가능하게 함으로써, 전통적인 생명공학의 한계를 극복하고 생물 기반 기술의 혁신을 이끌고 있습니다.

우리 연구실에서는 분자생물학적 지식을 이용해서 다양한 합성생물학 연구를 진행하고 있습니다. 특히 박테리아를 개량하여 의약품, 식품첨가물, 바이오연료, 생화학소재를 대량생산할 수 있는 미생물 세포공장을 제작하고자 합니다. 이를 위해 유전자 발현이나 대사 흐름을 조절할 수 있는 인공 유전자 부품 개발, 진화공학과 돌연변이를 통한 세포 개량, 멀티오믹스 분석을 통한 새로운 분자 메커니즘 발견 등을 진행하고 있습니다. 또한 무세포 시스템을 이용한 프로토타이핑, 분자진단 키트 개발 등을 함께 수행하고자 합니다.