연구목표

∙단백질, 핵산, 지질 등의 생체분자와 이들 유도체가 보이는 거동 행태 및 이들이 일으키는 생명현상을 시간적 멀티스케일과(밀리세컨드-수개월) 공간적 멀티스케일(분자-조직 및 나노-매크로) 수준에서 관찰함으로써 시공간적 생명현상체(spatiotemporal biophenome) 정보를 획득하고자 함.

∙생물의약 산업 분야에 고부가가치를 창출할 수 있는 생체분자 소재화 및 생명현상 추적 시스템을 연구함으로써 산업적 적용이 가능한 생체분자조절 기술을 개발함. 

∙The information of spatiotemporal biophenome is obtained by observing the behaviors and life phenomena caused by biomolecules (such as proteins, nucleic acids, lipids, and their derivatives) at temporal multi-scale (millisecond-months) and spatial multi-scale (molecular-tissue and nano-macro)

∙Industrially-viable technology for biomolecule control is developed by researching biomolecule materialization and life phenomena tracking system

연구내용

[1단계] 생체분자조절 연구 기반 구축

∙연구 대상 생체분자 선정

∙암 및 염증 조절 분자 기전 연구하고 표적 생체 분자를 발굴함.

∙단백질 설계/합성 및 구조-기능 상관관계 연구하고 생체분자 컨쥬게이션 기반기술을 개발함.

∙10nm 수준의 분자에서부터 세포, 1cm 단위의 조직까지 세 가지 스케일로 이미징하는 공간적 멀티스케일 이미징할 뿐만 아니라 10ms 수준에서 1달간의 생리적 변화 관찰할 수 있는 시간적 멀티스케일 이미징 방법론 개발

∙단백질/RNA 분포를 단분자 수준으로 조직 전체에 걸쳐서 관찰할 수 있는 방법론 개발 및 소동물용 생체 영상 챔버 및 내시경 프로브 개발

[2단계] 생체분자조절 기술 유용성 검증 및 향상

∙표적 생체분자를 제어할 수 있는 신규 물질 발굴하고 항암/항염 기전 연구

∙단백질 의약품의 고성능 개량 기술 개발

∙항바이러스성 바이오나노입자 개발 및 생체분자 컨쥬게이트 소재화 연구

∙생체분자 소재 면역학적, 생물학적 특성 연구, 생분배/생이용성 향상 연구

∙생체분자의 분포의 시간에　따른 변화 연구 및 다른 체내 분자와의 상호 작용 연구

[3단계] 생체분자조절 기술 적용 및 검증

∙생체분자 효능 검증을 위한 동물 모델 개발 및 생식독성 평가 및 차세대 영향 평가

∙생체분자 소재 후보물질에 대한 생체효능 평가 및 생리활성 검증

∙생체분자 소재 대량 생산 연구 및 자극감응성 스마트 생체분자 소재의 생체 적용 및 효능 검증

∙멀티스케일 생명현상체 스크리닝 플랫폼 확립

기대효과

∙생체 분자의 시공간적 생명현상체(spatiotemporal biophenome)을 통합적으로 관찰하는 기술의 개발이 가능하며, 생명공학 기술의 패러다임 전환

∙펩타이드, 지질, 천연물 소재 등의 유도체 합성 및 자기조립을 통한 소재화 기술 확보 및 이를 통한 생체분자소재의 향상된 생분배 및 목표지향성을 추구함.

∙단백질의 안정성 및 수용성의 신속한 향상 기술을 개발함으로써 단백질 의약품의 바이오시밀러(biosimilar) 및 바이오베터(biobetter) 개발 가속화