식물대사공학연구실은 기초 대사 조절 연구에서 고부가가치 작물 개발까지,
벼를 기반으로 미래 그린바이오 기술을 만들어가는 연구실입니다.
식물 대사공학 연구실 연구 분야 소개
식물대사공학연구실은 벼를 주요 모델 시스템으로 활용하여 식물의 대사 잠재력을 이해하고, 이를 생명공학적으로 재설계함으로써 고기능성·고부가가치 작물을 개발하는 연구를 수행합니다.
본 연구실은 황금쌀 개발을 기반으로 다양한 터페노이드 계열의 유용 대사산물의 생합성 경로와 조절 기작을 규명해 왔으며, 다중유전자 발현, 식물 형질전환, 유전자교정, 합성생물학, 대사체·전사체 분석, AI 기반 단백질 설계 및 구조 분석 등 다양한 최신 기술을 융합하여 연구를 확장하고 있습니다.
이를 통해 기능성 대사산물 생산, 식물 기반 바이오소재 개발, 환경 스트레스 저항성 향상 등 기초 연구와 실용화 연구를 아우르는 그린바이오 플랫폼 구축을 목표로 하고 있습니다.
1. Carotenoid Metabolic Engineering
벼를 기반으로 베타카로틴, 지아산틴, 아스타잔틴, 캡산틴 등 기능성 카로티노이드를 생산하는 작물 대사공학 연구를 수행합니다. 황금쌀 개발 경험을 바탕으로 다중유전자 발현, 엽록체 표적화, 유전자교정 기술을 활용하여 고기능성 컬러쌀 및 기능성 작물 개발을 추진합니다.
터페노이드 생합성 경로를 기질 공급, 전구체 생성, 구조 변형 단계로 모듈화하여 분석하고, 벼를 활용한 고부가 터펜 물질 생산 플랫폼을 개발합니다. 이를 통해 식품, 의약, 화장품, 바이오소재 분야에 활용 가능한 식물 기반 생산 시스템을 구축합니다.
기능성 대사산물 생성을 조절하는 전사인자와 조절 네트워크를 발굴하고, 2차대사산물과 비생물학적 스트레스 저항성 간의 관계를 규명합니다. 전사체·대사체 통합 분석을 통해 식물의 기능성, 생산성, 스트레스 적응성을 높이는 작물 개발을 목표로 합니다.
