살아있는 세포를 구성하는 다양한 기능들을 단순화해 보면 구획된 공간에서 일어나는 생화학적 반응, 유전 정보의 이동, 그리고 이들의 조화로운 제어로 구성될 수 있다. 오랜 시간동안 생명체는 세포기능에 최적화된 생체물질(유전자/단백질)들을 진화시켜 왔고 이들은 인간이 만들어낸 어떤 기계보다 정교하게 세포내에서 조화를 이루며 생명을 유지시키고 있다. 오늘날 생명과학은 다양한 생체물질들에 대한 대량정보를 바탕으로 그 반응 기작이나 유전정보의 특성을 고속으로 파악하는 수준에 이르렀으며 나아가 특정 생체물질의 세포내 발현을 제어함으로써 의학적 또는 산업적으로 유용한 대사산물을 효율적으로 생산하는 연구도 진행되고 있다.
그러나 생명 현상의 복잡성과 다양성으로 인한 생물학 연구의 기술적 한계가 부각되기 시작했고 이에 생체물질(생체부품)을 공학적 관점으로 해석하고 활용함으로써 생명현상을 이해하려는 합성생물학이 발전하게 되었다. 합성생물학은 다양한 생체기능을 하나하나 해석하기 보다는, 작용기능 및 기전을 알고 있는 표준부품(Predictable, Measurable, Controllable, Transformable)을 체계적으로 개발해 나가고, 이들을 조합하여 만든 고도화된 디바이스를 세포에 도입하여 공학적 활용을 가능하게 하는 것이다.
본 연구실에서 수행하는 합성생물학 연구는 특정 생물학적 기능을 구현하는 유전자회로 개발에 주력하고 있으며 이를 위해 효소/단백질 기능, 대사물질 제어, 그리고 신규 생체부품 발굴 및 유전자회로 설계 기술에 관련된 생명공학 원천기술을 개발하는 것을 목표로 한다.
