권형욱 교수(매개체감염병연구소장, 매개곤충자원융복합연구센터장 겸임)

기후변화로 인한 꿀벌 폐사 문제에 대응하기 위해 한국 토종 꿀벌(Apis cerana koreana)의 유전체 및 생리 반응을 연구하고 있습니다. 옥스퍼드 나노포어 및 일루미나 시퀀싱을 결합해 염색체 수준의 고해상도 유전체를 완성했으며, 이를 기반으로 정밀 육종(Marker-assisted selection) 기술을 적용해 우수 형질을 갖춘 계통을 선발하고 있습니다. 완성된 유전체 정보는 토종 유전자원 디지털 데이터베이스 구축에 활용되며, 외래종과의 혼종 여부를 감시하는 체계와 질병저항성 꿀벌 계통 발굴 연구로 이어지고 있습니다. 대체 사료 및 프로바이오틱스 사료 개발 연구도 병행해 꿀벌 면역력 강화 방안을 모색하고 있습니다. 이러한 연구를 통해 한국 토종 꿀벌의 염색체 수준 유전체를 세계 최초로 완성했으며, 관련 성과는 Scientific Reports(2024.07)에 게재되었습니다. 현재 유전체 완성 단계(TRL 3-4)에서 디지털 육종 플랫폼으로의 확장을 목표로 후속 연구를 진행하고 있습니다.

말라리아 및 뎅기열 등 매개체 감염병의 확산에 대응하기 위해 모기 후각수용체 기능과 자동 감시 시스템 개발 연구를 수행하고 있습니다. 모기 후각수용체(OR8)의 분자 상호작용과 돌연변이(E59A)가 흡혈 행동에 미치는 영향을 분석하고, 딥러닝 기반 자동 모기 종 분류 및 모니터링 시스템과 영상 분류 기반 자동 모기 종 선별 특허 기술을 개발했습니다. 이 기술은 모기 흡혈 행동 완화제 개발과 자동 모기 감시 시스템 구축에 적용되며, 권역별 기후변화 매개체 감시 거점센터 운영과 감염병 매개체 발생감시 업무에 활용되고 있습니다. 질병관리청, 인천광역시와 지역 감염병 매개체 감시 네트워크를 구축해 협력 연구를 수행하고 있습니다. 관련 연구 성과는 Insect Biochemistry and Molecular Biology(2024.03)에 게재되었으며, 자동 모기 종 선별 시스템은 특허로 등록되었습니다(출원번호 KR20230089252A 등). 유전자 조작 모델은 TRL 3-4, 자동 선별 시스템은 TRL 5-6 수준까지 개발되었습니다.

곤충 장내 미생물 군집과 면역 및 감염병 매개 기능 간의 상관관계를 규명하기 위한 연구를 수행하고 있습니다. 16S rRNA 시퀀싱 기반 장내 미생물 군집 분석 기술과 마이크로바이옴 데이터베이스 구축 기술을 활용하며, 탄소나노튜브 기반 미각수용체 바이오센서를 개발했습니다. 이를 통해 국내 서식 모기의 마이크로바이옴 데이터베이스를 구축해 감염병 역학 연구에 활용하고, 말라리아 발병률과 모기 장내 미생물 간의 상관관계를 규명하는 연구를 진행하고 있습니다. 꿀벌용 프로바이오틱스 사료 개발과 바이오센서 개발 연구도 병행하고 있습니다. 서울대 물리천문학부와는 바이오센서 개발, 서울대 농업생명과학대학과는 모기 흡혈 메커니즘 연구에서 융합 연구 협력을 진행하고 있습니다. 꿀벌 미각수용체 기반 탄소나노튜브 센서 연구 성과는 ACS Sensors(2023.01)에 게재되었으며, 국내 최초로 모기 마이크로바이옴 데이터베이스를 구축했습니다. 현재 시스템 개발 단계인 TRL 5 수준에 도달했습니다.