Department of Food Science and Biotechnology Seoul National University of Science and Technology Seoul, 01811, Republic of Korea
성균관대학교 생명공학부 식품생명공학과, 학사
서울대학교 농생명공학부 식품생명공학전공, 석사
University of Illinois at Urbana-Champaign, Department of Food Science and Human Nutrition, 박사
| 기간 | 기관명 | 직위 및 직급 |
|---|---|---|
| 2011.09 ~ 2012.06 | 서울대학교 농업생물신소재연구소 | 석사후 연구원 |
| 2017.06 ~ 2019.01 | University of Minnesota Twin Cities, BMBB/BTI | 박사후 연구원 |
| 2019.02 ~ 2023.01 | 가톨릭대학교 식품영양학과 | 조교수 |
| 2023.02 ~ 현재 | 서울과학기술대학교 식품생명공학과 | 조교수 |
| 2024.01 ~ 현재 | 한국미생물생명공학회 전략사업 | 간사 |
국립 서울과학기술대학교 식품생명공학과 식품생물공학연구실(FBEL)은 국민의 건강과 수명 연장을 위한 식품을 개발하기 위하여 노력하고 있습니다. 좋은 음식은 약과 같다는 약식동원(藥食同源)의 철학을 가지고, 미생물 대사공학(metabolic engineering) 및 합성생물학(synthetic biology) 기술을 이용하여 바이오 식품과 산업용 효소, 생리활성 소재, 천연 식품첨가물, 대체 단백질 식품 원료 등을 미생물로부터 정밀발효(precision fermentation)를 통해 안전한 방법으로 대량 생산하는 연구를 수행하고 있습니다. 항암 물질을 생산하는 약용 버섯균, 장내 유해균을 조절하는 고초균, 면역을 증진하는 기능성 유산균, 이러한 유산균의 장내 정착과 생장을 촉진하는 효모 추출물 등 여러 종류의 유용 미생물을 새롭게 발굴하고 식의약 소재로 개발함으로써 비만, 성인병, 각종 면역 및 대사 질환, 그리고 암과 같은 현대인의 질병을 식품으로 예방 및 치료하고자 합니다. 또한, CRISPR/Cas9과 같은 최신 유전체 편집 기술 및 종균 개량 기술을 이용하여 발효 식품에 존재하는 발암물질(carcinogen), 알러지 유발 물질(allergen) 등의 식품 위해요소 저감화와 더불어 색과 향미 증진을 통해 식품의 가치를 높이는 연구를 수행하고 있습니다.
글로벌 기후환경 위기, 식품자원 안보, 동물 윤리 문제, 새로운 식품에 대한 호기심, 건강한 식품에 대한 소비자 요구 등으로 인해 대체육, 배양육과 같은 대체식품 시장이 성장하고 있고, 이에 따라 관련 핵심 식품소재를 친환경적이고 지속가능한 방식으로 대량생산할 수 있는 차세대 정밀발효 원천기술 개발이 중요해지고 있습니다. 따라서 본 연구실은 재조합 미생물을 활용하여 식물성 대체육 풍미 증진 소재, 대체 우유, 대체 계란과 같은 식품 단백질 원료, 미생물 유래 지질 소재와 더불어 경제적인 배양육 제조를 위한 혈청 대체 배지 소재 생산 연구를 수행하고 있습니다.
장내 마이크로바이옴은 장질환 뿐 아니라 아토피와 같은 피부질환, 비만, 당뇨병과 같은 대사질환, 우울증과 같은 정신질환, 노화 등 다양한 질병 발생에 영향을 미치는 것이 확인됨에 따라 바이오 헬스케어의 핵심으로 주목받고 있습니다. 최근 합성생물학 기술을 이용하여 장내 미생물들의 역할과 호스트 상호작용, 질병에 미치는 영향을 분자수준에서 규명하고, 장내 미생물을 생균 치료제(LBP)로 활용하기 위한 연구가 진행되고 있습니다. 본 연구실은 질환 치료용 균주 제작을 위한 최신 유전자가위, 바이오센서, 세포 외 분비 시스템 등 툴박스를 개발하고, 치료물질을 효과적으로 발현하고 전달하는 생균 치료제 개발 및 효능, 안전성 평가 연구를 수행하고 있습니다.
중장기 온실가스 감축 정책 및 산업 환경 변화와 맞물려 고탄소 배출산업에 의해 합성되어 공급되는 식품첨가물과 식의약 소재를 지속가능한 친환경 저탄소 기술인 미생물 세포 공장을 활용하여 저비용, 고효율로 대량생산할 필요성이 대두되고 있습니다. 따라서 본 연구실은 여러 미생물 세포공장을 활용하여 색소, 향료, 비타민, 유기산 등 천연 식품첨가물과 건강기능식품 원료, 생리활성 소재, 원료의약품(API) 등을 생산하고 제품화하는 연구를 수행하고 있습니다.
식품 포장재, 용기 등 플라스틱은 쉽게 분해되지 않는 특성으로 심각한 폐자원 문제와 환경오염을 야기하고 있어 재활용을 강화하거나, 자연에서 분해가 잘되는 생분해성 바이오 플라스틱을 활용하는 것이 중요해지고 있습니다. PLA, PHA, PBAT 등 생분해성 플라스틱을 만들기 위한 BDO, 숙신산, 카다베린과 같은 바이오 단량체, 가소제, 색소 등을 미생물 기반 전세포반응 또는 효소 촉매반응을 이용하여 대량 생산하는 연구가 진행되고 있습니다. 따라서 본 연구실은 교차결합 펩타이드를 이용한 효소 집적화와 연속반응 구축, 조효소 재활용 시스템을 개발하여 바이오 소재의 생물전환을 최적화하는 연구를 수행하고 있습니다.
최근 기능성 식품, 화장품, 보건의료용 소재를 화학 합성법, 추출법을 대체하여 친환경적인 생물공학 기술로 대량생산하고자 유전자변형생물체(LMO, Living Modified Organism)를 개발하고 이용하는 사례가 증가하고 있습니다. LMO 미생물을 산업적 생산에 활용하기 위해서는 LMO 위해성평가 및 심사 절차를 거쳐 관련 부처의 허가를 받아야 하며, 특히 차세대 유전자 편집기술에 의해 제작된 LMO의 경우 위해성을 다각도로 평가하기 위한 새로운 위해성평가기술 및 생산공정이용시설 내 안전관리기술에 대한 연구개발이 필요합니다. 따라서 본 연구실은 수요기업과 함께 유전자가위 기술을 이용하여 고부가가치 소재를 생산하는 산업용 LMO효모 균주를 고도화하고, 위해평가를 다양한 방법으로 수행함으로써 가이드라인을 마련하며, 위해성 심사서를 작성하는 연구를 수행하고 있습니다.
| 논문실적 | ||||
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| 게재 연도 | 논문명 | 학술지명 | 학술지 구분 | 저자 역할 |
| 2024 | Yeast cell wall mannan structural features, biological activities, and production strategies | Heliyon | SCIE | 교신저자 |
| 2023 | Reduction of ethyl carbamate in an alcoholic beverage by CRISPR/Cas9-based genome editing of the wild yeast | Foods | SCIE | 교신저자 |
| 2022 | Next-generation genetic and fermentation technologies for safe and sustainable production of food ingredients: Colors and flavorings | Annual Review of Food Science and Technology | SCIE | 주저자 |
| 2022 | Safety evaluation by phenotypic and genomic characterization of four Lactobacilli strains with probiotic properties | Microorganisms | SCIE | 교신저자 |
| 2022 | Yeast metabolic engineering for carbon dioxide fixation and its application | Bioresource Technology | SCIE | 주저자 |
| 2021 | Engineering Bacillus subtilis for the formation of a durable living biocomposite material | Nature Communications | SCIE | 공저자 |
| 2021 | A comparative phenotypic and genomic analysis of Clostridium beijerinckii mutant with enhanced solvent production | Journal of Biotechnology | SCIE | 주저자 |
| 2021 | Screening of endogenous strong promoters of Leuconostoc citreum EFEL2700 based on transcriptome analysis and its application for food-grade production of β-galactosidase | Journal of Biotechnology | SCIE | 교신저자 |
| 2020 | Anti-contamination strategies for yeast fermentations | Microorganisms | SCIE | 주저자 |
| 2019 | Development of a synthetic cumate-inducible gene expression system in Bacillus | Applied Microbiology and Biotechnology | SCIE | 주저자 |
위 대표실적을 포함하여 SCIE 논문 36편, 특허출원/등록 14건, 기술이전 5건, 학술대회 다수 발표함.
