Synthetic biology has the potential to provide solutions for the challenges of modern society and pave new ways to understand life. Our ability to design biological systems by synthetic biology is dependent on how to regulate gene expression. At Jang Laboratory, we integrate rational design and artificial evolution to create novel gene regulation systems for understanding fundamental biological processes and engineering valuable phenotypes. Particularly, we focus on nucleic acids that offer new opportunities for developing artificial gene regulators based on their programmability, versatility, low genetic footprint, and economic production both in vivo and in vitro.​ Using artificial gene regulators, we engineer microorganisms for improving energy, environment, and human health.

 

Keywords: Synthetic Biology; Artificial Evolution; SELEX; Biosensor; Genetic Circuit; Artificial Intelligence

Applications: Microbiome-based Therapeutics; Gene therapy; Molecular diagnosis; Metabolic Engineering; Bioplastic; Enzyme and Protein Engineering

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합성생물학은 현대 사회의 여러 과제에 대한 해결책을 제공하고, 생명 현상을 이해하는 새로운 길을 제시할 잠재력을 지니고 있습니다. 합성생물학을 통해 새로운 생명 시스템을 설계하는 능력은 유전자 발현을 어떻게 조절하느냐에 달려 있습니다. 우리 연구실에서는 근본적인 생물학적 과정을 이해하고 유용한 표현형을 엔지니어링하기 위해, 합리적 설계(rational design)와 인공 진화(artificial evolution)를 통합하여 새로운 유전자 조절 시스템을 개발합니다. 특히, 우리는 핵산(nucleic acids)에 중점을 두고 있습니다. 핵산은 프로그래밍 가능성, 범용성, 적은 유전적 발자국(genetic footprint), 그리고 생체 내외(in vitro and in vivo)에서의 경제적인 생산성을 바탕으로 인공 유전자 조절 도구 개발에 새로운 기회를 제공하고 있습니다. 우리는 이러한 핵산 기반 인공 유전자 발현 조절 도구를 활용하여 인류의 건강을 개선하고 에너지, 화학, 환경 문제를 해결하기 위한 다양한 생명 시스템(무세포 시스템, 미생물, 동물 세포)을 엔지니어링하고 있습니다.

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키워드: 합성생물학; 실험실 진화; SELEX; 바이오센서; 유전자회로; 인공지능

용용분야: 마이크로바이옴 치료제; 유전자 치료제; 분자진단; 대사공학; 바이오플라스틱; 효소 및 단백질공학