명지대학교 “나노생물재료 연구실” (최신식 교수)

연구실 개요

나노생물재료연구실(Nano Biomaterial Laboratory)에서는 고부가물질을 생산하는 공정 개발과 환경 위해성 평가를 위한 바이오칩 개발과 생리활성을 지닌 나노 소개 개발 등을 진행하고 있다. 고부가물질(옥살산, 시트르산, 글루콘산 등의 유기산)을 생산하는 공정 개발은 메탄올(C1 물질)을 이용하는 미생물을 이용한 생물학적 전환반응을 기반으로 하고 있다. 기능성, 안전성 평가를 위한 바이오칩 개발은 대사체 또는 화합물 라이브러리에서 질병 치료 등의 기능성을 가지는 물질을 효과적으로 스크리닝, 검출하는 예쁜꼬마선충을 이용해서 수행하고 있다. 또한, 생리활성을 지닌 나노 소재 개발은 건강 기능성 물질이나 백신 등에 나노 입자 코팅을 해서 효과적으로 인체에 전달되는 방법을 찾는 것이다.

주요 연구내용 소개

1. 고부가물질 생산 공정 개발 (C1 물질 이용)

메탄올 내성을 가지고 메탄올의 생물학적 전환 시스템을 가지는 곰팡이류(Aspergillus niger, Fomitopsis palustris), 효모류(Pichia pastoris) 균주를 진화돌연변이(evolutionary mutagenesis) 기법 혹은 유전자 재조합 기법으로 개발한다. 개발된 균주가 C1 가스의 리파이너리로 생산된 저순도 메탄올을 기질로 이용하여 고부가가치 의약품 등의 화합물 제조 원료로 사용되는 유기산을 생산하는 연구를 진행하고 있다.

2. 바이오칩 개발(예쁜꼬마선충)

본 연구실은 유전자 염기서열이 모두 밝혀졌으며 인간 유전자와 매우 높은 유사성을 보이고, 체내가 현미경으로 들여다볼 수 있을 만큼 투명해 식품, 환경, 의료 등 많은 분야에서 활용되어지고 있는 예쁜꼬마선충이라는 동물 모델을 사용하여 나노 재료의 독성 검출 실험을 진행하는 동시에 나노 입자의 독성을 쉽고 빠르게 검출할 수 있는 미세 유체 동물 칩을 개발하였다. 또한 미세유체채널 칩을 설계하고 제작하여 칩 상에서 예쁜꼬마선충의 노화 현상을 측정하여 노화의 현상, 원인, 기작, 예방에 대한 정보를 개별 개체 수준에서 추적하고 이러한 노화를 방지하는 미생물 대사체를 스크리닝할 수 있는 미세유체채널 기반 칩 플랫폼을 개발하는 것이 이 연구의 최종 목표이다.

3. 나노 소개 개발

합성 물질에 비해 효능과 제형이 불안정한 항균 및 항산화 활성을 지닌 천연 식물추출물(천연 항균/항산화 소재)의 제품 차별화 및 기능 증진을 위한 나노 소재 제조 공정 개발과 안정성 평가 및 효능을 검증하고 이를 이용하여 제형별 고부가가치 제품개발 연구를 진행하고 있다.

연구실 현황