Protein Nanobio lab

단백질 나노바이오 연구실은 단백질 공학과 분자 엔지니어링 기술을 바탕으로 암 및 난치성 질환의 표적 특이적 조기 진단과 맞춤형 치료 기술을 개발하고 있습니다. 생체 적합성이 우수한 단백질 나노입자를 플랫폼으로 삼아 진단·치료제와 면역 조절 분자를 탑재하고, 나노바디(Nanobody), 애피바디(Affibody) 등의 첨단 표적 리간드를 융합하여 치료 효능을 극대화하고 있습니다. 나노바이오 융합 기술을 통해 기존의 한계를 뛰어넘는 획기적인 질병 제어 기술을 구축함으로써 의생명과학 분야의 발전과 인류의 건강한 삶 실현에 기여하고자 합니다. 

The Protein Nanobio Laboratory develops target-specific early diagnosis and customized treatment technologies for cancer and intractable diseases based on protein engineering and molecular engineering. Using highly biocompatible protein nanoparticles as a platform, we load diagnostics, therapeutics, and immunomodulatory molecules, and integrate advanced targeting ligands such as Nanobodies and Affibodies to maximize therapeutic efficacy. By establishing groundbreaking disease control technologies that overcome conventional limitations through nanobio convergence, we aim to contribute to the advancement of biomedical sciences and the realization of healthy lives for humanity. 

우리 연구실은 아래의 그림과 같이 기능성 단백질을 레고 블록처럼 자유롭게 조합할 수 있는 모듈로 활용합니다. 이를 통해 독창적인 단백질 나노입자와 다량체를 구축하고, 대량의 진단·치료 물질을 탑재할 수 있는 다기능성 나노 복합체 플랫폼을 개발하여 암 및 난치성 질환의 정밀 진단과 맞춤형 치료에 기여하고 있습니다. 

Our laboratory utilizes functional proteins as modular 'Lego blocks' to construct protein nanoparticles and multimers. By leveraging these architectures as versatile platforms, we develop multifunctional nanocomposites designed for target-specific early diagnosis and customized therapeutics for cancer and intractable diseases. 

1. Protein engineering: genetic fusion & ligation (단백질 공학: 분자생물학적 융합 & 단백질 접합)

우리 연구실은 단백질 공학 기술을 이용하여 암세포만 골라 치료하는 ‘최첨단 맞춤형 단백질 나노 복합 치료제’를 설계하고 제작합니다. 이를 위해 유전공학 기술인 '유전자 융합(Genetic Fusion)’과 생체 접착 기술인 ‘단백질 접합(Protein Ligation)’을 핵심 도구로 사용합니다. 이 두 가지 기술을 통해 기능성 단백질들을 서로 연결하거나, 단백질 나노입자 위에 필요한 기능성 단백질들을 레고 블록처럼 정밀하게 조립하여 독창적인 치료 플랫폼을 완성합니다.

Our laboratory designs and fabricates state-of-the-art, customized protein nanocomposite therapeutics that selectively target and treat cancer cells using protein engineering. To achieve this, we utilize two core toolkits: Genetic Fusion (a genetic engineering technique) and Protein Ligation (a bio-glue technique). By harnessing these dual technologies, we can link functional proteins together or precisely assemble them onto protein nanoparticles like Lego blocks, ultimately building highly innovative and original therapeutic platforms.

 2. Protein nanoparticle engineering (단백질 나노입자 엔지니어링)

단백질 나노입자는 알고 보면 세 가지 매력적인 공간을 가지고 있습니다. 바로 눈에 보이는 ‘겉 표면’, 무언가를 채울 수 있는 ‘숨겨진 내부 안쪽’, 그리고 이들을 단단히 연결해 주는 ‘블록 조립 부위’입니다. 우리 연구실은 유전공학과 화학 기술, 단백질 접합 기술을 마치 정밀한 도구처럼 사용하여, 필요에 따라 아래 그림과 같이 이 세 가지 공간을 레고 블록처럼 자유자재로 변형하고 디자인합니다.

Protein nanoparticle architecture features three distinct, highly modifiable surfaces: the exterior, the interior, and the subunit-subunit interfaces. We can tailor each surface on demand using a combination of genetic and chemical engineering, along with post-translational ligation. By design, we strategically modify these three regions to achieve the specific multifunctional purposes shown below . 

3. Targeted delivery & therapy (표적 전달 및 치료)

우리 연구실은 아래의 그림과 같이 정밀한 단백질 접합 기술을 통해 암세포를 찾는 '내비게이션'과 암세포를 없애는 '치료제' 블록을 나노입자 표면에 조립하여, 정상 세포는 두고 암세포만 골라 정확하게 찾아가 파괴하는 '맞춤형 다기능 나노 복합 치료제'를 개발하고 있습니다. 

As illustrated below, our laboratory utilizes advanced protein ligation to assemble cancer-targeting and cancer-killing modules onto a self-assembled nanoplatform, creating a customizable "dual-ligand" system that selectively finds and destroys cancer cells. 

 4. Immune cell nanoengager (면역세포 인게이저)

우리 연구실은 단백질 접합 기술을 활용해 나노입자 표면에 암세포를 찾는 '내비게이션(Cancer-targeting ligands)'과 면역세포를 불러모으는 '다리(Immune cell-engaging ligands)' 역할을 하는 블록들을 조립하여 ‘나노 인게이저(Nanoengager)’를 제작합니다. 이 스마트한 나노 인게이저은 암세포에만 선택적으로 결합한 뒤, 우리 몸속의 면역세포를 암세포 바로 옆으로 강력하게 이끌어 붙여줌으로써 면역세포가 암세포만 골라 완벽하게 파괴하도록 유도합니다. 

Our laboratory uses precise protein ligation to assemble cancer-targeting ligands and immune cell-engaging ligands onto a core nanoplatform to create a "Nanoengager". This smart nano-architecture selectively binds to target cancer cells and physically recruits the body's own immune cells directly to the tumor site, effectively bridging them together to induce the highly selective and powerful destruction of cancer cells.