Molecules, cells, tissues, organs, organisms and ecological webs are systems of components whose specific interactions have been defined by evolution. Understanding these biological components and their interactions is a central part of the research area of systems biology leading to practical innovations in medicine, drug discovery, and modern biology. To study them, we use quantitative measurements of the behavior of groups of interacting components, systematic measurement technologies such as genomics, transcriptomics, epigenomics, and proteomics, and mathematical and bioinformatic models to describe and predict dynamical behavior.
We are broadly interested in most aspects of computational evolutionary genomics and multi-omics data-driven systems biology of marine species.
2-1. 비모델생물의 오믹스 데이터 기반 생물기작 연구
본 연구실은 NGS 분석을 이용하여 비모델생물체의 참조유전체, 전사체 자원을 구축하고 각 생물의 생리, 생태학적 현상을 유발하는 분자적 메커니즘을 연구하고 있습니다. 특히, 생물다양성협약과 나고야 의정서 국제 협약이 발효된 이후 유전자원 주권 의식이 높아지는 가운데, 생물 유전자원을 효율적으로 확보한다는 점에서 비모델생물의 다중 오믹스 연구는 매우 중요합니다. 나아가, 본 연구실에서는 해삼의 참조유전체 구축과 단일염기 다형성을 활용한 생물다양성 예측, 개불의 체절 형성에 따른 발달 단계별 전사체 데이터 구축, 해양 미세조류의 메타지노믹스 연구와 소기관 유전체를 활용한 메타지노믹스 분석 방법 개발 등을 수행하며, 생물 다양성의 보고인 해양생물로부터 유용 유전자원을 확보하기 위한 연구를 진행 중입니다.
2-2. 계통분류 분석과 진화유연관계 연구
미결된 분류학적 문제를 해결하고 생물 간 진화유연관계를 밝히기 위해, 주요 생물종의 미토콘드리아 유전체를 확보하고 근연종간의 새로운 계통수를 확립하는 연구를 수행하고 있습니다. 현재까지 선형동물, 극피동물, 구두동물, 연체동물, 조류, 양서류 등 여러 생물군의 계통수 분석 연구를 수행하였습니다. 한편으로, 우리 연구실에서는 국가지정 보호대상해양생물인 남방큰돌고래와 근연종인 큰돌고래의 유전체 수준에서의 집단 크기 변화 분석을 통하여 기후변화에 따른 생물군 크기 변화 역사를 밝히고, 계통유전체학과 그 효율성덕분에 많이 활용되고 있는 전사체 기반 계통도의 결과 유사성을 확인하는 등, 특정 방법론이나 생물군에 국한되지 않고 다양한 연구주제로 활동범위를 넓히고 있습니다.
2-3. 질병 유전체 분석을 통한 질병의 후보 유전자 발굴
우리 연구실은 RNA-seq, exome-seq, RIP-seq, ChIP-seq 등 최신 NGS 분석을 기반으로 특화된 다중 오믹스 분석을 수행하여, 질병의 발병에 영향을 주는 질병 감수성 유전자 또는 질병 관련 유전 변이 후보군을 추출하는 연구를 수행합니다. 더하여, 대사물질 분류를 체계화시키고, 약물과 체내 타겟 효소 단백질 반응을 기계학습을 통해 예측하여 적합한 모델을 구축함으로써 신약 개발에 기여할 것으로 기대하고 있습니다.
2-4. 그 외 연구 분야
그 외에도 우리 연구실은 중심원리를 구성하는 여러 분자 기작의 유기적인 상호관계에 많은 관심을 가지고 있으며, 후성 유전학 연구에 접근이 용이하도록 MeDIP-Seq 실험을 자체적으로 수행할 수 있는 환경을 구축하였습니다. 또한, 조직 간, 실험군 간에 정량적인 편차가 적어 qPCR, Western blot 실험에서 활용할 수 있는 새로운 대조군 유전자를 제시하는 등 컴퓨터 프로그래밍과 분자생물학 실험의 균형을 맞추며 연구를 수행하고 있습니다.
우리 연구실은 현재 7명의 박사 과정 학생 연구원으로 이루어져 있습니다. 모든 학생 연구원이 연구 주제에 대해 심도 있게 이해하고 주도적으로 해결 가능하도록, 연구실은 분자 생물학 실험과 생물정보학 분석 두 분야를 고루 경험할 수 있는 시스템으로 체계화되어 있습니다. 이에 더하여, 최신 연구동향을 파악하기 위해 매주 저널클럽을 가지고 있습니다. 연구에 대한 토의는 항상 ‘계급장을 떼고’ 하는 것을 모토로 하기 때문에 교수님을 포함하여 모든 구성원이 열정적이고 자유로운 분위기 속에서 토의를 진행합니다. 따라서, 연구원 간 연구 주제, 연구방법론에 대한 이해도가 높으며, 소통이 활발해 즐거운 연구실 생활을 할 수 있습니다. 매년 국내, 국제학회에 모든 구성원이 참석하여 각자 자신만의 연구 주제를 발표하고, 관련 연구자들과 교류할 수 있는 기회가 주어집니다. 지도교수님께서 학생 연구원들을 존중하시고 격려를 아끼지 않으셔서 어려운 학위 과정 속에서도 지치지 않고 연구를 지속해나갈 수 있는 환경입니다. 우리 연구실에서 수행하는 연구분야에 관심있는 분은 아래 홈페이지 주소로 방문하면 더 자세한 내용을 확인하실 수 있습니다.
저희 연구실과 생물정보학에 관심이 있는 대학원생 및 연구참여 희망 학생은 하단의 연락처를 참고해주시길 바랍니다.
■ 주소 : 광주광역시 북구 용봉로 77, 전남대학교 자연과학대학 1호관 109호 시스템생물학 실험실 (약도 건물 D14)■ TEL : 062)530-0878
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