인하대학교 생명공학과 기능성바이오소재 연구실(Functional Biomaterial Laboratory)을 소개합니다. 기능성바이오소재 연구실은 양윤정 교수님의 지도 아래 대학원생 7명, 학부연구생 5명으로 구성되어 있으며, 2020년 1월부터 구성원들의 끈끈한 유대와 협력하에 빠르게 연구실 세팅을 마치고 본격적으로 활발한 연구 활동을 시작하였습니다.

1. 연구실 분위기

     학부생 이예원(연구참여생): 연구실 신입생이 들어올 때마다 교수님께서 강조하시는 세 가지가 있는데, 첫째는 랩원간에 사이좋게 지내는 것, 둘째는 다치지 않고 안전하게 실험하는 것, 세 번째는 열심히 연구하는 것입니다. 그래서인지 학부생들도 궁금한 점이 있을 때면 언제든 대학원 선배님들에게 편하게 묻고 답하면서 연구 과정에서의 노하우 또한 자유롭게 공유받을 수 있어서 좋았습니다. 또한, 학기 종강마다 실험실 기기 및 시약 재정비 시간을 가져 물품 관리도 체계적으로 하는 대학원생 선배들의 노력이 보였습니다. 대학원 언니 오빠들과 실험 이외에 학생들끼리 자체적으로 재미난 활동을 하기도 하고, 종종 있는 회식 때마다 교수님과 학생들 사이에 끈끈한 유대감을 쌓을 수 있어서 좋았던 기억이 있습니다.

2. 특징

     석사과정 전혜령: 저희 연구실은 재조합 단백질 또는 천연 고분자를 기반으로 하는 다양한 기능성 소재를 다루는 연구실로 대학원생 모두 각자의 주제를 가지고 주체적으로 공부하면서 연구하고 있습니다. 대학원 입학 전에는 학부연구생으로 연구실에 들어와 선배 대학원생에게 기초 실험을 미리 배울 수 있습니다. 대학원 입학 후에는 특정 실험을 시작할 때마다 개인이 작성한 프로토콜을 교수님께서 세세하게 코멘트 해 주십니다. 또한, 연구 주제가 정해지고 나서는 관련 분야를 익힐 때까지 매주 교수님과 연구계획서를 다듬고 부족한 부분을 보완하면서 체계적으로 공부할 수 있다는 장점이 있습니다. 분자생물학과 관련된 단백질 실험부터 고분자 특성 분석 및 세포실험까지 폭넓은 실험을 수행하는 만큼, 다양한 장비를 갖추고 있어 비교적 자유로운 스케쥴링 하에서 독립적으로 연구를 수행할 수 있습니다. 연구실 문에는 ‘Safety is Part of Experiment’가 적혀있는데, 랩원들의 노력으로 최근 2년간 INHA 안전관리 우수연구실에 선정되었습니다. 이처럼 연구 못지않게 안전하게 실험하는 것을 중요히 여기는 분위기가 있습니다. 회식 때에는 내기 볼링과 네컷사진을 찍기도 하고 날씨가 좋은 봄날에는 야외 랩미팅을 하며 화기애애한 활동들을 하기도 합니다.

사진 1. 연구실 네컷
 

사진 2. 연구실 볼링대회

사진 3. 2023년 어느 봄날

사진 4. 스승의 날을 맞이하여

3. 연구

     박사과정 문서형: 저희 연구실은 재조합 인공 단백질의 분자생물학적 응용 및 천연 고분자의 공학적 응용을 연구합니다. 3차원 세포 배양체, 약물전달 겔, 바이오 코팅소재, 화장품 소재 등에 활용 가능한 기능성 증진 바이오소재를 개발하는 연구를 수행하고 있습니다.

     재조합 단백질 신소재 개발의 경우, 생물 시스템의 기본 구조와 기능을 모방하여 공학적으로 활용하는 연구로, 개량된 인공 단백질을 생산하고 응용분야에 맞게 소재를 개량하고 있습니다. 현재 진행 중인 단백질 소재로는 개구리 알집(foam) 유래의 저(低)표면장력 단백질, 오징어 피부유래 전도성 단백질, 그리고 호열성 곰팡이 유래 플라스틱 분해 효소가 있습니다.

     바이오 고분자를 응용한 연구에서는, 누에나방의 고치로부터 추출한 실크 피브로인 또는 세리신 단백질과 해양 유래 다당류를 기반으로 한 3D/4D 바이오프린팅용 잉크 소재 개발을 시작으로, 3D 나노섬유를 활용한 의료용 지혈 스펀지 개발이 진행되었습니다. 버려지는 부산물 천연 고분자를 고부가가치 소재로 전환시키는 연구 또한 활발히 진행되고 있는데, 감귤박의 미생물 발효를 통해 천연계면활성 물질을 얻어내어 화장품 및 사료 소재로써의 가능성을 분석하는 연구를 수행한 바 있습니다. 또한 멍게 껍질로부터 셀룰로오스를 추출하여 기존 의료용 초음파 겔보다 전도성 효율이 향상된 겔 개발을 위한 연구가 공동 진행되고 있습니다.

     이외에도 단기 과제로써 천연 고분자 기반의 친환경 식품 포장재 개발, 3차원 전기방사를 위한 방사 콜렉터 디자인, 온도감응성 세포 시트 개발 등의 주제로 과제들이 진행되었습니다. 진단회사, 화장품회사, 자동화기기 회사와 같은 산업체와의 협력연구를 경험하면서 의료기기 소재 개발 연구의 스펙트럼을 확대 적용시키는 경험을 해 보게 되었습니다.

사진 5. 기능성 바이오소재 연구실. 

기 능성 바이오 소재 연구실이 궁금하신가요?

능 동적인 태도로 나날이

성 장하는 연구원들이 모여

바 이오 산업계의 미래를 선도하는 데

이 바지하고자 하는 연구실입니다.

오 늘보다 내일 더 성장하며

소 중한 꿈을 위해

재 능을 마음껏 펼칠 수 있는

연구실 에 대해 조금 더 알고 싶으신 분들은 저희 랩 홈페이지(https://yanglab.creatorlink.net)를 방문해주세요.

4. 연구실 대표 논문

1. Lee, J., H.N. Choi, H.J. Cha*, and Y.J. Yang* (2023) Microporous hemostatic sponge based on silk fibroin and starch with increased structural retentivity for contact activation of the coagulation cascade. Biomacromolecules. 24: 1763–1773.

2. Moon, S.H., H.J. Hwang, H.R. Jeon, S.J. Park, I.S. Bae, and Y.J. Yang* (2023) Photocrosslinkable natural polymers in tissue engineering. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 11: 1127757.

3. Yang, Y.J., D.J. Mai, S. Li, M.A. Morris, and B.D Olsen* (2021) Tuning selective transport of biomolecules through sitemutated nucleoporin-like protein (NLP) hydrogels. Biomacromolecules. 22: 289-298.