1. 실험실 소개
우리 연구실은 인공지능, 단백질분석학, 구조단백체학 기술을 융합하여 난치성 질환의 근본 원인을 규명하고, 진단에서 치료까지 이어지는 연구를 수행함. 질병을 단순히 단백질 양의 변화가 아니라 단백질의 구조와 상호작용이 어긋나며 일어나는 현상으로 바라보며, 이를 정밀하게 포착하고 되돌리는 것을 목표로 함.
(1) 인공지능 기반 펩타이드 치료제 디자인
알파폴드를 비롯한 생성형 AI 모델을 활용해 치료용 미니단백질과 펩타이드를 직접 설계함. 펩타이드는 항체보다 작으면서도 표적에 대한 높은 특이성과 구조적 안정성을 지녀 차세대 약물로서 뛰어난 잠재력을 보임. 설계에 머무르지 않고 생물리화학적 검증을 통해 분자가 실제로 의도한 기능을 수행하는지 확인함으로써, 계산 설계와 실험 실증을 하나로 수행함.
(2) 단일세포·다차원 단백체 분석
개별 세포가 지닌 고유한 특성과 세포 안팎의 단백질 상호작용 네트워크를 입체적으로 해석하는 고해상도 분석 기술을 개발함. 이를 통해 질병이 겉으로 드러나기 전, 세포 수준에서 일어나는 미세한 변화를 포착하고 새로운 바이오마커를 발굴함.
(3) 질량분석 기반 진단법 개발
분자의 정확한 질량 측정을 통해 혈액과 같은 체액에 극미량으로 존재하는 질병의 흔적을 검출함. 이렇게 확보한 분자 지표를 체외진단(IVD) 및 동반진단으로 발전시켜, 환자 한 사람 한 사람에게 최적화된 맞춤 치료의 토대를 마련함.
이 세 축을 유기적으로 결합하여, 우리 연구실은 노화와 퇴행성 뇌질환(알츠하이머병·파킨슨병), 췌장암, 자폐증, CADASIL 등 아직 치료법이 없는 난치성 질환에 도전하고 있음. 질병의 구조를 읽어내는 데서 출발해, 정확한 진단과 새로운 치료제로 이어지는 길을 열어가는 것이 우리 연구실의 지향점임.
2. 주요 연구 분야
(1) 생성형 AI와 생물리화학 분석 기술 기반 치료용 단백질 연구
인공지능 알고리즘과 생물리화학 분석 기술의 융합을 통해 안정성과 효능이 최적화된 치료용 단백질을 디자인하고, 다각도의 생물리화학적 검증 과정을 거쳐 암 질환, 퇴행성 뇌질환, 노화 질환을 표적하는 신약 후보물질을 발굴합니다.
(2) 다차원 단백체 분석을 통한 바이오마커 발굴 연구
단일세포부터 복잡한 조직 시료에 이르기까지 고해상도 다차원 단백체 분석 기술을 적용하여 생물학적 시스템을 정밀하게 해석하고, 인공지능 및 네트워크 모델링을 통해 질병 특이적 바이오마커를 발굴합니다.
(3) 질량분석기 기반 체외진단법 및 동반진단법 개발 연구
질량분석기의 감도와 특이성을 활용하여 신속하고 정확한 차세대 체외진단 플랫폼을 개발하고, 동반진단법 연구를 통해 정밀의료 실현과 개인 맞춤형 치료의 새로운 패러다임을 제시합니다.