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본 연구실은
국가지정연구실
해양분자생명공학
- 홍합접착단백질
- 항생펩타이드
세포분자생명공학
나노분자생명공학
- 병원성 미생물 검출 DNA칩
- 탄수화물칩
환경/에너지분자생명공학
- 바이오수소
- 유기인분해생물촉매개발
 
 
 
 
  

해양생명체 자연모사를 통한 바이오접착소재 개발 및 응용기술

1. 연구개발 개요
접착소재는 다양한 분야에 이용되는 매우 중요한 소재물질로 기존의 화학합성기반 소재의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 환경 친화적인 바이오기반의 접착소재에 대한 관심이 점점 높아지고 있는 실정이다.
본 연구팀은 해양생명체인 홍합에서 유래하는 우수한 접착능력을 가지는 혁신적인 접착소재를 분자생명공학적으로 대량으로 생산하는 기술을 세계에서 처음으로 개발하여 홍합생물 접착소재의 실용화를 위한 기반을 마련한 바가 있으며 지속적으로 물성의 증진 및 응용분야 확대를 위한 개발 연구를 수행하고 있다. 그러므로 본 제안기술에서는 이러한 기술기반을 토대로 다양한 해양생명체로부터 단백질 기반의 고부가가치 접착소재를 탐색하고 분자생명공학적으로 생산, 분리정제 및 가공하여 의료용 접착제 산업, 의공학 및 조직공학 산업, 바이오 신소재 산업, 해양공학 및 수산업 등의 다양한 산업분야에 성공적으로 활용하는 용도기술의 개발을 수행하고자 한다.
2. 연구목표
본 연구는 다양한 해양생명체로부터 단백질 기반의 고부가가치 접착소재를 탐색하여 이를 분자생명공학적으로 생산, 분리정제 및 가공하고 의료용 접착소재 산업, 의공학 및 조직공학 산업, 바이오 신소재 산업 , 해양공학 및 수산업 등의 다양한 산업분야에 성공적으로 활용할 수 있도록 용도기술을 개발하는 것을 목표로 한다.

구 분 연구개발 목표
1 단계 (3 년후)

- 고부가가치 , 고기능성 바이오접착소재의 탐색 , 생산 및 분리정제 기술 축적
- 유전 및 세포재설계를 통한 용도에 맞는 물성 도입 및 개선
- 비의료용 접착소재로의 다양한 용도기술 및 시작품 개발
- 의료용 접착소재로 응용을 위한 기초연구

2 단계 (5 년후) - 의료용 접착소재로의 다양한 응용기술 및 시작품 개발
- 해양유래 바이오접착소재의 다양한 용도로의 실용화 기술 개발 및 기술이전
3. 연구내용
접착소재는 일상에서부터 고도의 첨단 과학 분야 까지 폭넓은 범위에 이용되는 매우 중요한 기반 소재물질이다 . 현재 가장 많이 사용되고 있는 화학합성기반의 접착 소재도 의료 분야나 조직공학 , 해양공학 및 바이오산업 등에 적용되고 있지만, 수분에 의한 접착 실패, 인체에 대한 독성이나 비특이적 접착성, 환경오염물질의 발생 등의 내재적 한계로 인하여 많은 문제점을 해결하지 못하고 있다. 그러므로 화학합성 접착소재로 해결할 수 없는 많은 문제점을 근본적으로 해결하기 위하여 환경 친화적인 바이오기반의 접착소재의 개발이 절실한 실정이다. 이에 많은 바이오접착소재의 후보물질들이 연구되고 있지만 성공적인 기술은 아직 이루어지지 않고 있다.
본 연구팀은 해양생명체인 홍합에서 유래하는 우수한 접착능력을 가지는 혁신적인 접착소재를 분자생명공학적으로 대량으로 생산하는 기술을 세계에서 처음으로 개발하여 바이오접착소재의 실용화를 위한 기반을 마련한 바가 있다. 홍합 이외에도 해양에는 다양한 접착능력을 갖는 생명체들이 무한한 가능성을 가지고 존재하고 있다. 이에 본 연구에서는 특수한 접착 능력을 갖는 새로운 해양유래 바이오접착소재를 추가적으로 탐색하고, 선행기술을 바탕으로 바이오접착소재의 다양한 용도에 따른 물성 도입 및 개량을 통한 고기능성, 고부가가치의 바이오접착소재를 개발하고자 한다.
이를 위하여 1 단계 (3 년) 연구에서는 새로운 접착성 해양생물을 탐색, 유전공학 시스템에서 발현시켜 바이오접착소재 라이브러리를 제작하고 다양한 바이오접착소재를 유전재설계로 용도에 따라 물성을 최적화 한다. 또한 비의료용 접착소재 응용을 위한 연구와 함께 의료용 접착소재로의 응용을 위한 기초연구를 수행한다. 2 단계 (2 년) 연구에서는 1 차년도의 연구결과를 바탕으로 다양한 비의료용 바이오접착소재로의 실용화 기술 개발과 함께 의료용 접착소재로의 용도기술을 개발한다.

4. 기대효과
해양유래의 단백질 기반의 바이오접착소재가 지니는 생분해성, 수중 접착력을 바탕으로 수술 후에 흉터가 남지 않고 염증도 발생하지 않는 의료용 접착제로서 봉합사를 대체할 수 있고 의공학 및 조직공학 산업에 성공적으로 응용될 수 있다. 또한 수중접착과 원하지 않는 물질이 붙지 않게 방어하는 방오 코팅소재로서 해양 및 수산공학의 기술발전에 기여할 것이며 우수한 세포접착력으로 세포고정화소재에 이용되거나 생체물질을 변성 없이 고정화 시킬 수 있는 바이오칩 고정화 소재에 사용할 수 있으며 약물전달소재, 미용소재 등의 다양한 고부가가치 바이오 소재로서 개발이 가능하다. 덧붙여 바이오접착소재가 지니는 환경친화적 특성으로 인해 앞서 나열한 기술들은 높아지고 있는 환경보전기준에 부합이 가능하다.
본 연구팀은 이미 바이오접착소재 개발의 기반 기술을 갖추고 있으므로 향후 5 년 여 동안 바이오접착소재 대량생산공정 및 다양한 용도개발을 집중적으로 연구할 경우, 국내의 생명공학의 실용화기술의 성공적인 예를 도출할 수 있고 전 세계적으로도 이들에 대한 기술 및 지적 재산권을 선점함으로써 국가경쟁력 확보에 커다란 기여를 할 것이다.

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