조규봉

단일 분자 유전체 시각화 및 분석

본 연구실은 단일 분자 수준에서 DNA와 RNA를 직접 시각화하고 심층 분석하는 데 중점을 둔 혁신적인 연구를 수행하고 있습니다. 우리는 첨단 전자현미경(SEM) 기술과 독자적으로 개발한 형광 표지 기술, 그리고 나노채널과 같은 미세유체 장치를 활용하여 고해상도의 DNA 지도를 작성하고, 개별 핵산 분자의 구조적 특징과 동역학적 변화를 실시간으로 관찰합니다. 특히, DNA-단백질 복합체 및 고분자를 활용한 금속-프리 DNA 시각화 방법은 기존 기술의 한계를 뛰어넘어 유전체 분석의 정밀도를 획기적으로 향상시켰습니다. 이러한 단일 분자 분석 기술은 복잡한 유전정보를 보다 명확하게 이해하고, 유전자 발현 조절 메커니즘을 밝히는 데 필수적인 정보를 제공합니다. 나아가, DNA 바코딩 시스템 및 고속 이미징 기술을 개발하여 대량의 유전체 데이터를 효율적으로 처리하고 분석할 수 있는 기반을 마련하고 있습니다. 이 연구는 생명 현상의 근본적인 이해를 증진시키고, 차세대 유전체 해독 기술 및 정밀 진단 분야에 기여하며 생명공학 기술 발전에 중요한 역할을 합니다.

DNA 손상 분석 및 후성유전체 연구

본 연구실은 유전체 손상 메커니즘을 규명하고 후성유전학적 변화를 탐구하는 데 집중하고 있습니다. 특히, 방사선, 활성산소(ROS), 자외선(UV) 등 다양한 외부 요인에 의해 유발되는 DNA 손상 부위를 단일 분자 수준에서 정밀하게 검출하고 시각화하는 기술을 개발하였습니다. 이를 통해 DNA 손상의 종류, 위치, 심각도를 명확히 파악하며, 손상 회복 메커니즘에 대한 심도 깊은 이해를 제공합니다. 또한, 현미경 DNA 서열 분석법을 이용한 후성유전 및 전사조절인자 관찰 연구를 통해 유전체 지도 내에서의 염색질 구조 변화와 유전자 발현 조절의 상관관계를 분석합니다. A/T 염기쌍에 특이적으로 결합하는 형광 화합물 및 형광 단백질을 활용하여 DNA 서열 특이적 정보를 시각화하고, 이를 바탕으로 후성유전적 마커의 변화를 실시간으로 추적합니다. 이러한 연구는 암, 노화, 신경퇴행성 질환과 같은 주요 질병의 발생과 진행에 DNA 손상 및 후성유전학적 변이가 미치는 영향을 밝히는 데 기여하며, 질병의 조기 진단 및 맞춤형 치료 전략 개발을 위한 중요한 단서를 제공합니다.

나노 바이오센서 및 핵산 분석 기술 개발

본 연구실은 나노 생화학 기술을 기반으로 혁신적인 바이오센서 및 핵산 분석 플랫폼을 개발하고 있습니다. 우리는 단일 분자 수준의 DNA/RNA 검출 및 정량 분석이 가능한 고감도 바이오센서 개발에 주력하며, 이를 위해 DNA-펩타이드 복합체, DNA-나노재료 복합체, 형광 단백질 조성물 등 독창적인 기능성 재료들을 설계하고 합성합니다. 특히, 주사전자현미경(SEM) 기반의 광학 DNA 맵핑 방법과 단일 가닥 DNA 탐침 기반 RNA 검출 방법 등은 기존의 분석 방법으로는 불가능했던 초고감도, 고속 진단을 가능하게 합니다. 이러한 기술들은 바이러스 및 세포 RNA의 신속한 검출, 질병 관련 유전자 마커의 정밀 분석, 그리고 새로운 진단 키트 개발에 직접적으로 적용될 수 있습니다. 연구실은 다수의 핵심 특허를 통해 원천 기술을 확보하고 있으며, 이를 바탕으로 기술사업화에 적극적으로 임하고 있습니다. 궁극적으로 이 연구는 정밀의료 시대에 필요한 차세대 진단 기술을 제공하고, 생명공학 및 의학 분야의 발전에 실질적인 기여를 목표로 합니다.