센터 연구
사업단 비전
물리화학적 스트레스 및 숙주환경에서 미생물의 신호전달체계에 대한 총체적인 정보 확보를 통한 생명 현상에 대한 보편적 전략과 특이성 이해 증진
재조합 당단백질 대량생산 균주 등 산업적 유용 미생물 세포 공장 개발에 활용
스트레스 방어기작의 주요 타겟 조절 네트워크 규명을 통한 병원 미생물 제어기술 개발
연구 목표
본 연구센터는 다양한 스트레스 및 환경에 대한 미생물의 생존메커니즘을 시스템적 차원에서 규명하여 주요 스트레스 방어 기작에 대한 보편적 전략과 특이성을 이해하고 이를 기반으로 미생물 제어 및 활용 원천기술을 개발함을 최종 목표로 함
연구 내용
단세포 미생물이 다양한 환경변화에 적응을 위한 생존 메커니즘에 관한 총체적인 이해를 위해 비교 유전체 분석 및 다양한 오믹스 기법 기반의 시스템적 분석 연구를 수행함
제1연구그룹 내용: 모델 원핵미생물의 생존 메커니즘 연구
● 핵심연구 1-1: 다제내성 형성을 통한 세균의 생존전략에 대한 연구로 persister cell 형성과 multidrug efflux pump 발현기작에 대한 규명
● 핵심연구 1-2: 숙주 유래 스트레스 대응을 통한 병원성 세균의 생존전략에 대한 연구로 영양 스트레스 대응, 다당류-생물막 형성 및 산화스트레스 대응 네트워크 규명
제2연구그룹 내용: 모델 진핵미생물의 생존 메커니즘 연구
● 핵심연구 2-1: 효모의 소기관 활성조절을 통한 생존전략에 대한 연구로, 단백질 비접힘 및 산화스트레스 대응 소포체 생리활성 네트워크와 영양스트레스 대응 핵 내에서의 유전체 안전성 네트워크 규명
● 핵심연구 2-2: 병원성 진균-숙주 상호작용을 규명, 자연환경 및 숙주 내 스트레스 대응 조절 네트워크 모델 확립 및 제어 기술을 개발
제3연구그룹 내용: 마이크로바이옴의 핵심미생물 규명 및 기능조절 연구
● 핵심연구 3-1: 미생물 군집 분포 및 천이 조절기술 또는 핵심미생물을 이용하여 환경 내 미생물 군집과 비슷한 특성을 갖도록 하는 미생물 군집 재구성 기술을 개발
● 핵심연구 3-2: 염증 대사질환 동물모델을 이용하여 메타멀티오믹스 분석을 통해 장내 미생물군을 총체적으로 분석하고 숙주와의 상호작용을 이해하여 숙주에 유익한 장내 미생물 군 재편성 기술을 개발
활용 계획 및 기대 효과
스트레스 대응 생존전략에 대한 총제적인 메커니즘 규명
● 다양한 스트레스간의 cross-talk 기전의 이해를 통한 생물체의 반응 및 방어의 총체적인 메커니즘 규명: 생물체 특이적인 생존 전략뿐만 아니라 모든 생물체에 공통적으로 존재하는 보편적 생존전략에 대한 이해를 넓힐 수 있을 것으로 기대함.
● 환경변화에 적응하여 생존하는 데 필수적인 유전체의 변이, 전사체의 재구성, 단백질체의 네트워크 최적화 메커니즘의 규명을 통하여, 생명체의 생존 적응 과정에서 일어나는 진화적 기작을 이해하는데 기여함. ▷모델 미생물 데이터베이스(DB) 및 분석 파이프라인 구축
● 미생물의 생존 시스템 DB 구축 및 모델링을 통하여 합성 생물학 설계에 활용
● 단세포 미생물의 스트레스 대응 유전자 네트워크 재구성을 통해 확보될 신규 경로와 그 구성 유전자 발굴은 미생물 제어기술 개발에 유용한 기조 정보를 제공할 것임
다양한 환경오염의 생물학적 조절 및 복원 기술 개발에 활용
● 화학물질 및 산화적 스트레스에 대한 미생물의 반응과 환경오염물질의 생분해 연구의 접목을 시도함으로써 환경오염의 생물학적 조절 및 복원기술 개발에 활용함
산업적 유용 균주 설계 기술 개발에 활용
● 새로운 형태의 유전자 발현 조절시스템을 이용하여 유용물질 생산 발현 시스템 개발 및 균주 설계에 활용함
국제 협력 연구
● 세균의 항생제 내성관련 대사조절 및 RNA 안정성 조절 기작에 대한 연구를 위해 Stanford University에 Stanley N. Cohen교수와 공동연구 진행 중
● 병원성 진균의 병독성 조절, 환경 스트레스 반응 및 항진균 저항성 조절 신호전달체계의 통합적 연구를 위해 Duke University의 Joseph Heitman 교수, University of Melbourne의 Alex Idnurm 교수, University of Sydney의 Dee Carter 교수와 공동연구 진행 중
● 병원성 미생물에 대한 숙주반응에 대한 연구를 위해 Emory University의 Arash Grakjoui 교수, University of Missouri-Columbia의 Bumsuk Hahm 교수와 공동 연구를 진행하고 있음
기업 협력 연구
| 기업체 | 참여일 | 내용 |
|---|---|---|
| 마크로젠 | 2018.06-현재 | 연구비 및 재료 지원 |
| 제이엠이엔비 | 2018.06-현재 | 연구비 및 인력, 재료 지원 |
| ㈜제노스 | 2018.10-현재 | 단백질 및 DNA 생산 공정 자문 |
| ㈜피드업 | 2019.2.1-12.31 | E.coli-Enterococcus faecium shuttle vector의 개발연구 |
| 대웅제약 | 2018.10.1 | 기술이전 실시권 허가 및 공동연구계약 |
| 대웅제약 | 2018.11.22 | 바이오센터 소위원회 CA 생산기술 개발자문 및 평가 |