POSTECH 생명과학과
구조 및 분자생물학
신 물질과 신약 개발에 막대한 잠재력을 지니고 있는 표적단백질들을 bioinformatics, 단백질공학 등의 방법으로 선발하고 재조합 유전자로부터 다량의 단백질을 생산하여 X-선분광학, 구조 생물정보학 방법을 이용하여 단백질 결합과 생체 분자간의 인지 상호작용에 대한 고해상도 삼차원 정보 연구를 수행한다. 산업체에서 합성 개발하는 다양한 화합물을 구조,분자생물학 방법의 최첨단기술을 융합하여 효능 및 작용기전을 규명함으로써 국제적 경쟁력을 선도하는 신 물질을 창출하여 특허를 확보하고, 이론에서 응용에 이르는 전주기적 기술융합으로 세계적인 생리활성물질을 개발하는데 기초를 제공한다.
분자의과학
1세기의 생명과학분야의 연구방향 - 21세기에 들어서면서 생명과학 분야의 연구는 기초연구에 중심을 둔 연구뿐만 아니라 기초연구 결과를 응용하는 복합학문이 각광을 받고 있음.
-기초과학의 연구결과를 질병의 진단 및 치료에 접목하고자 하는 연구가 대표적인 예라 할 수 있음.
포항공대 분자의과학 연구팀의 연구방향 -질병의 병인기전을 분자 수준에서 규명하고, 이를 토대로 새로운 진단 및 치료기술을 개발하는 것이 목표임.
-최근 들어 질병의 유병현황이 과거와 달리 크게 바뀌고 있는데, 병원성이 강한 감염성질환 보다는 병원성이 약한 감염질환, 혹은 병원성이 없는 알레르기 및 자가면역질환의 유병률이 크게 증가하고 있음.
세포 및 발달생물학
-고등 생명체의 주요 조절 작용인 세포간의 신호 전달 과정에서 세포간 정보교환 물질 (soluble factor 와 nanosome) 과 세포막 단백질의 역할을 규명한다. 이를 통해, 암의 성장과 전이 및 면역 반응을 이해하고 진단 및 치료제 개발에 활용하고자 한다.
-개체 발달에 관련된 세포분화, 형태형성 및 기관형성 기작을 세포생물학, 분자생물학, 분자유전학적 방법으로 연구하여 복잡하고 정교하게 조절되는 발달현상을 분자수준에서 규명한다. 또한 발달 관련 기작의 구체적인 규명을 통해 다양한 질환들의 발병원인을 이해하고 이에 대한 해결책을 연구한다.
-대표적 복잡계인 신경 회로내의 신경 정보 전달 과정을 연구하고 이해함으로써 신경성 장애에 관련된 신호 조절기전의 양상을 파악하고 병리 기전을 연구 한다. 이를 토대로 신경 질환 치료약물 검색 시스템을 구축하여 치료제 개발에 활용하고자 한다.
식물생명과학
-모델 식물과 여러 작물을 연구 시스템으로 하여 다양한 생명현상을 규명하고 이 지식을 토대로 우수 품종 생산 및 산업화를 도모한다. 특히 식물의 분화 및 발달, 다양한 신호전달, 세포내 단백질 이동과 물질의 세포간 이동, 식물 면역, 식물 유전체 다양성 및 재조합 연구에 주된 역점을 둔다.
-식물이 생장•발달하는 동안의 에너지 재분배 기작의 규명을 통해 효율적으로 에너지를 식물 내에 저장할 수 있는 시스템 및 바이오에너지의 지속적인 공급에 필요한 식물 바이오매스의 생산을 극대화할 수 있는 원천기술을 개발하고자 한다. 식물 호르몬 신호전달을 통한 식물의 생리 조절, 식물 내에서 일어나는 전사 및 번역 기작 등의 다각적인 접근을 통해 이를 이룩하고자 하며, 이를 통해 궁극적으로는 지구 탄소 순환계의 개선에 기여, 인류 문명의 영속성에 이바지하고자 한다.
-식물은 동물과 달리 선천적 면역체계만을 갖고 있다. 식물의 면역은 NLR 면역수용체에 의한병원체의 인식에 의하여 활성화 된다. 식물면역학 연구실에서는 다양한 식물종에서 NLR 면역수용체에 의한 병원체 인식 기작을 밝히고 이를 기반으로 병저항성 생명공학 종자 개발을 위한 원천기술을 개발하여 식량문제 해결에 도움이 되고자 한다.
-식물 유전체 다양성은 자연 돌연변이와 변이의 재조합을 통해 유지되며 식물의 환경 적응에 중요하고 새로운 식물 품종을 얻기 위한 육종 자원의 원천이다. Pollen-typing, Genome-wide DSB map, Next-Generation-Sequencing-based crossover mapping, Florescent Tagged Line-based crossover rate detection, CRISPR system 등의 혁신적인 연구 기법을 이용하여 식물 유전체 재조합의 분자적 기작을 밝히고, 품종개량을 가속화하는 새로운 분자 육종 기술을 개발한다.
-모델 식물의 게놈 연구에 의해 밝혀진 여러 유전자들 중에서 식물의 환경정화 능력을 증가시킬 수 있을 가능성이 있는 물질 수송체 유전자들의 기능을 대단위로 탐색하고, 이들 목표 유전자들을 식물에 발현시켜서, 현재 사용되고 있는 식물들보다 훨씬 더 효과적으로 오염된 환경을 정화할 수 있는 식물을 생산하는 기술을 개발함으로써, 국내 phytoremediation 기술의 기반을 마련한다.
-식물세포를 연구 대상으로 하여 이들 다양한 세포 소기관의 활성에 가장 필수적인 소기관 특이 단백질들의 생성과 이동 과정 및 이들 과정에 관여하는 단백질 및 지질들의 특성을 규명하고자 하며, 이를 바탕으로 다양한 세포 소기관의 생성, 유지 및 상호 조절작용을 연구, 규명함으로써 생명현상에 대한 연구를 한다.
바이오신물질 분야
모델 생물을 활용한 바이오매스 생산을 위한 원천기술의 개발에 필요한 세포내 소기관의 생성, 유지, 상호 조절 작용 등을 규명하고 이를 활용하는 응용 기술 개발을 연구 목표로 한다. 주요 연구 내용은 아래와 같다.
- 식물의 환경 내성 기작 규명 및 활용을 통한 biomass production 및 CO2 감축용 식물체 제조 가능성 탐색
- 모델 식물 및 다양한 작물을 대상으로 다양한 생명현상을 규명하여 우수 품종 생산 및 산업화의 기반을 마련
- 다양한 해양 생명체에서 유기보강소재의 탐색
- 생명체 유래 유기보강고분자 서열정보 획득
- 유기보강고분자의 수중 작용력 및 자기조립 (self-assembly) 기작 이해

생체방어 분야
면역 시스템의 조절 및 항상성 (homeostasis) 유지에 대한 기초연구를 통한 암 줄기세포를 표적으로 하는 면역치료 기술 개발을 연구 목표로 한다. 주요 연구 내용은 아래와 같다.
- Th 세포 생성과 점막 면역에 관련된 IL-7의 역할에 관한 연구
- 암줄기세포를 타겟으로 하는 키메라 항원 수용체-변형 T 세포를 활용한 암 치료에 관한 연구
- T 세포의 항상성 연구
- 공생세균에 의한 숙주 면역체계의 발달 및 조절에 관한 연구
- 병원균에 대한 숙주 면역체계의 조절 및 항상성 연구
- 조혈모세포 및 암 줄기세포의 발달 및 조절 연구
- 점막기관들에서 특이 분화하는 다양한 면역세포의 조절 연구
생체신호전달 분야
자 수준의 생체 신호 관련 연구를 통한 메커니즘의 이해와 임상 활용기술 개발을 연구 목표로 한다.
주요 연구 내용은 아래와 같다.
- 신경전달 물질의 분비 기전 및 수용체 신호 간 상호작용에 관한 연구
- Protein kinase network를 중심으로 한 다차원적 연구
- 뇌 기능과 감정 조절 기전 연구에 필요한 새로운 모델 개발 및 확보
- 암의 진행과정 (cancer progression)의 분자 메커니즘 규명
- 덴드론 기반의 다양한 나노바이오테크놀로지의 개발
- 다양한 생물시스템에서 유전체학에 기반한 통합적 유전자 조절 연구
- 신호전달 및 면역학 연구를 위한 새로운 유전자 변형 마우스 개발
- 수술적 처리를 통한 다양한 염증 질환 모델 확보
- 중개 연구를 통한 임상접목 실현
플랫폼 테크놀로지 분야
기초생명과학 문제에 대한 시스템적 접근을 위한 다양한 수준의 오믹스 기술, 영상기술 등 플랫폼기술과, 3,4 세대 가속기를 활용한 독보적 융·복합 기술 개발 및 응용을 연구 목표로 한다.
주요 연구 내용은 아래와 같다.
- 차세대 염기서열 분석 장비를 활용한 유전체 빅데이터 생성 및 분석 활용 기술 개발
- 여러 종류의 글로벌 데이터의 생산 및 통합 분석을 통한 주요 질환 및 세포현상의 시간에 따른 변화를 표현하는 다층 시공간적 네트워크 모델 구축
- 다층 시공간적 네트워크 모델의 분석을 통해, 네트워크 기능을 결정하는 주요 조절 모티프를 동정 및 검증
- Organellar proteomic data의 통합을 통해 다층 시공간적 네트워크 모델의 공간적으로 정의되는 네트워크 조절 모티프를 동정 및 검증
- 전자현미경, 수퍼해상도 현미경 (superresolution microscopy), 공초점 현미경 (confocal microscopy), 이광자현미경 (two-photon microscopy), 광간섭단층영상 (opitcal coherence tomography), 광음향영상 (photoacoustic tomography), 동물용 whole body 광학 영상 및 CT 등 다양한 상용 장비 및 연구개발 장비를 이용하여 분자, 세포, 조직, 기관, 동물모델 수준에서 영상촬영
- 병변 동물모델 이용 병변 진행기작 연구, 진단법 및 치료제 개발
- 임상적용을 위한 광학 영상기술 및 소형화 기술 개발
- 범국가적 연구시설인 포항가속기연구소의 3, 4 세대 가속기를 활용한 생명현상의 분석

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