2024 심포지엄 소개

Metabolic Engineering

 대사는 모든 생물이 생명을 유지하기 위해 겪는 화학적 변화를 의미합니다. 대사공학은 이러한 대사 과정을 유전적으로 조절하여 특정 물질의 생산을 증가시키거나 새로운 물질을 생산할 수 있도록 하는 학문입니다. 특히 합성생물학을 활용한 다양한 유전자 회로와 합성 조절 인자는 대사 경로를 새롭게 구축하고, 조작 및 최적화하는 데 사용됩니다. 대사공학의 적용 범위는 미생물에 국한되지 않고 식물과 동물까지 확장되었으며, 이러한 발전은 환경, 산업, 농업, 의약 등 다양한 분야에서 두각을 보이고 있습니다. 본 분과에서는 생물의 대사경로를 설계하고 조작하는 합성생물학의 방법을 학습하며 다양한 분야에서의 활용에 비추어 대사공학을 이해합니다.

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Protein Engineering

 단백질 공학은 단백질의 구조와 기능을 변경하거나 향상시키기 위해 단백질을 설계하고 조작하는 생명공학 분야입니다. 합성생물학적 관점에서 단백질 공학을 통해 새로운 효소, 치료제, 바이오모듈 등을 개발할 수 있습니다. 본 분과에서는 단백질 공학의 기초부터 응용까지 다양한 주제를 다루며, 단백질의 구조와 기능을 이해하고 이를 통해 새로운 단백질을 설계하고 합성하는 방법을 학습하는 것을 목표로 합니다. 단백질 조직화, 구조학, 활성조절 메커니즘, 분해를 순차적으로 배우고 새로운 기술을 개척할 수 있는 다양한 단백질 회로 설계를 다루며, 합성생물학 관점에서 생물학적 시스템을 재설계하고 응용하는 원리에 대한 이해를 높이고자 합니다. 

 

Xenobiology 

 모든 생명현상은 유전자 중심 원리에 따라 전사와 번역을 통해 DNA에서 RNA, RNA에서 단백질로 이어지는 과정에서 일어납니다. Xenobiology는 이에 기반하여 기존에 없던 염기, 핵산, 단백질과 새로운 전사-번역 체계, 더 나아가 새로운 생물학적 시스템을 창조하는 학문입니다. 이를 통해 생명체의 근본 메커니즘을 이해하고 재창조하며, 생명 과학의 새로운 가능성을 모색합니다. 또한, 기존 생명체와의 간섭을 최소화하는 안전하고 예측 가능한 직교 시스템을 개발하여 다양한 분야에 적용합니다. 본 분과에서는 새로운 생명 현상의 구현과 이를 통한 활용 및 제어 전략을 다루어 생명 현상을 합성생물학 관점에서 공부합니다.

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Genome Editing & Delivery

 유전체(게놈) 편집은 유전체에서 특정 유전자 서열을 인식하고 교정하는 방식으로, 노벨상을 받은 크리스퍼 등의 유전자 가위 기술이나 Cre/lox 등의 재조합 기술을 이용하는 방식 등이 있으며  최근에는 유전자 발현 조절, 후성유전체 편집 등 폭넓게 도입되고 있습니다. 편집된 유전체는 농업, 보건/의료, 환경, 공업 등 일상 생활과 밀접한 연관이 있는 다양한 분야에 활용될 수 있습니다. 더불어 이를 위해 안전하고 원하는 표적에 도달할 수 있도록 특이적이면서 효율적으로 전달하는 것이 필수이기에 벡터에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있습니다. 본 분과에서는 유전체 편집부터 전달, 그리고 응용까지의 일련의 과정을 합성생물학의 관점에서 공부합니다.

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Artificial Cell

 세포는 생명체를 구성하는 구조적, 기능적 단위입니다. 인공세포는 이러한 자연 세포를 모방하여, 생명의 기원과 세포의 특성을 연구하는 학문입니다. 최근 합성생물학 관점에 따라 인공세포를 구성하기 위해 생명체를 유지하기 위한 최소 유전체를 탐구하거나 생체/비생체 분자를 이용하여 하나의 세포를 만드는 등의 방식이 이용되고 있습니다. 본 분과에서는 이러한 방식을 이용해 인공세포를 창조하고 세포의 본래 기능인 대사, 에너지 공급, 성장, 소통을 모방하는 진보된 인공세포를 공부하며, 의약, 바이오파운드리 등의 분야와 융합된 다양한 측면에서의 적용을 다룹니다.

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Regulatory RNA

 합성생물학에서 조절 RNA는 유전자 발현을 정밀하게 조절하는 도구로 사용됩니다. 이들은 특정 mRNA와 결합하여 분해하거나 번역을 억제함으로써 유전자 발현을 억제할 수 있습니다. 또한, 조절 RNA는 리보스위치와 같은 구조를 통해 유전자 발현을 촉진할 수도 있습니다. 이러한 기능을 통해 세포 기능을 정밀하게 제어할 수 있으며, 다양한 생물학적 반응을 유도할 수 있습니다. 조절 RNA의 메커니즘을 이해하고 활용하면 치료법 개발, 대사공학, 환경 감시 등 여러 분야에서 응용이 가능합니다. 본 분과에서는 조절 RNA를 활용하여 유전자 발현을 조절하는 과정을 합성생물학의 관점에서 바라보고자 합니다.

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