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Understanding
molecular machines
that sense and shape life
We reveal how membrane proteins perceive the world and orchestrate cellular signals.
From atomic structures to human health,
we connect fundamental science to therapeutic innovation.
Embedded Files
We dissect how membrane receptors and ion channels transduce chemical and mechanical cues using cryo-EM/ET, electro-physiology, and quantitative biochemistry.
Explore selected papers and preprints on mechanobiology,
host–pathogen interfaces, and membrane-protein engineering with links to data, code, and protocols.
See our latest structures, methods, talks, and collaborations,
plus openings for students and postdocs.
Welcome to Kwon's Research Group
Welcome to Kwon's Research Group
About the Lab
생명 현상은 수많은 분자들의 정교한 움직임에서 시작됩니다. Kwon Lab은 구조생화학을 기반으로 이러한 분자적 움직임이 어떻게 세포 신호, 생리 기능, 질병으로 이어지는지를 연구합니다.
저희는 특히 세포막에 존재하는 수용체와 이온채널에 주목합니다. 이 막단백질들은 온도, 힘, 지질, 독소, 약물과 같은 다양한 자극을 감지하고, 이를 세포 내부의 신호로 변환하는 핵심 분자 장치입니다. 이러한 작동 원리를 이해하는 것은 감각, 통증, 신경 신호, 세포 항상성, 질병 발생을 이해하는 데 중요한 단서가 됩니다.
Kwon Lab은 cryo-EM, cryo-ET, 단백질 생화학, 전기생리학, membrane-mimicking system, AI 기반 구조 분석을 결합하여 막단백질이 실제 세포막 환경에서 어떻게 작동하는지 밝히고자 합니다. 구조생화학은 생명의 기본 원리를 탐구하는 기초과학이면서 동시에, 신약 개발, 단백질 공학, 합성생물학, 바이오센서, 질병 치료 전략으로 확장될 수 있는 응용과학의 출발점입니다.
저희 연구실은 단백질 구조를 통해 생명의 원리를 이해하고, 그 지식을 새로운 바이오 응용으로 연결하는 연구를 지향합니다.
Research Themes
생명체는 끊임없이 주변 환경을 감지하고 반응합니다. 뜨거움을 느끼고, 통증을 감지하고, 세포 안팎의 신호를 조절하며, 외부 자극에 맞춰 살아남습니다. 이 모든 과정은 결국 단백질이라는 작은 분자 기계들의 움직임에서 시작됩니다.
Kwon Lab은 이러한 분자 기계들이 어떻게 작동하는지를 구조생화학으로 밝히고자 합니다. 우리는 단백질의 구조를 통해 생명의 기본 원리를 이해하고, 그 지식을 질병의 이해, 신약 개발, 바이오 응용 기술로 확장하는 연구를 수행합니다.
1. How do cells sense the world?
세포는 눈이나 귀가 없어도 주변 환경을 감지합니다. 온도, 압력, 전기적 신호, 화학 물질, 지질 변화와 같은 다양한 자극은 세포막에 있는 단백질을 통해 세포 내부의 신호로 바뀝니다.
저희 연구실은 세포막 단백질이 외부 자극을 어떻게 알아차리고, 단백질 구조의 작은 변화가 어떻게 세포 전체의 반응으로 이어지는지 연구합니다. 이 질문은 감각, 통증, 신경 신호, 세포 생존, 질병 발생을 이해하는 데 중요한 출발점입니다.
2. How does the membrane shape protein function?
막단백질은 세포막이라는 특별한 환경 안에서 작동합니다. 세포막은 단순한 경계가 아니라, 단백질의 움직임과 기능을 조절하는 능동적인 플랫폼입니다.
지질 조성, 막의 두께, 휘어짐, 장력, 전위와 같은 막의 성질은 단백질이 열리고 닫히는 방식, 신호를 전달하는 방식, 약물에 반응하는 방식을 바꿀 수 있습니다. 저희 연구실은 실제 세포막에 가까운 환경을 구현하여, 막이 단백질 기능을 어떻게 조절하는지 밝히고자 합니다.
3. How do proteins move to create function?
단백질은 정적인 조각상이 아니라 움직이는 분자 기계입니다. 작은 구조 변화 하나가 이온의 흐름을 만들고, 신호 전달을 시작하며, 세포의 운명을 바꿀 수 있습니다.
저희 연구실은 단백질이 닫힌 상태에서 열린 상태로, 비활성 상태에서 활성 상태로, 또는 약물과 결합한 상태로 바뀌는 과정을 구조적으로 포착하고자 합니다. 이를 통해 “구조가 어떻게 기능이 되는가”라는 생명과학의 핵심 질문에 답하고자 합니다.
4. How can structure guide new therapeutics?
많은 질병은 단백질이 잘못 작동하면서 시작됩니다. 단백질의 작은 구조 변화는 통증, 신경 흥분성 이상, 세포 신호 교란, 항상성 붕괴로 이어질 수 있습니다.
저희 연구실은 단백질 구조를 바탕으로 질병 관련 기능 이상을 이해하고, 약물이 어디에 결합하며 어떻게 단백질 기능을 조절하는지 밝히고자 합니다. 구조생화학은 질병을 분자 수준에서 이해하고 새로운 치료 전략을 설계하는 강력한 도구입니다.
5. How can AI expand structural biochemistry?
구조생화학은 강력하지만 많은 시간과 노력이 필요한 분야입니다. AI는 우리가 더 좋은 질문을 찾고, 숨겨진 상호작용을 예측하며, 새로운 연구 가설을 세우는 데 도움을 줄 수 있습니다.
Kwon Lab은 AI 기반 구조 예측, 단백질 상호작용 예측, 문헌 및 데이터베이스 분석을 실험과 연결하여 새로운 분자 조절 원리를 발굴하고자 합니다. 학생들은 계산과 실험을 함께 활용하여 미래형 구조생화학 연구를 경험할 수 있습니다.
Approach
Kwon Lab은 생명 현상을 하나의 기술이나 하나의 관점으로만 이해하지 않습니다. 우리는 단백질의 구조, 기능, 움직임, 막 환경, 조절 분자, 질병과의 연결성을 함께 고려하여 생명 현상을 통합적으로 이해하고자 합니다.
저희 연구실의 핵심 접근법은 “구조를 보고, 기능을 측정하고, 작동 원리를 설명하는 것”입니다. 단백질이 어떤 모양을 가지고 있는지 관찰하는 데서 멈추지 않고, 그 구조가 실제로 어떻게 움직이며, 어떤 조건에서 기능이 달라지고, 세포와 생리 현상에서 어떤 의미를 가지는지 밝히고자 합니다.
이를 위해 Kwon Lab은 cryo-EM, cryo-ET, 단백질 생화학, 막단백질 재구성, 전기생리학, 지질 및 막 환경 제어, AI 기반 구조 분석과 같은 다양한 방법을 결합합니다. 학생들은 실험 기술을 배우는 것을 넘어, 생물학적 질문을 정의하고, 가설을 세우고, 데이터를 해석하며, 자신의 연구를 하나의 과학적 이야기로 발전시키는 훈련을 받게 됩니다.
저희는 특히 실제 세포막에 가까운 환경에서 막단백질을 이해하는 데 관심이 있습니다. 세포막은 단순한 배경이 아니라 단백질의 기능을 조절하는 중요한 생화학적 환경입니다. 따라서 우리는 artificial membrane, native-like membrane, lipid-based system을 활용하여 막단백질이 실제 생명체 안에서 어떻게 작동하는지를 더 깊이 이해하고자 합니다.
또한 Kwon Lab은 AI와 구조생물학의 결합을 중요한 미래 방향으로 생각합니다. AI는 실험을 대체하는 도구가 아니라, 더 좋은 질문을 찾고, 새로운 상호작용을 예측하며, 실험적으로 검증할 수 있는 가설을 만들어주는 강력한 연구 파트너입니다. 우리는 계산과 실험을 연결하여 기존 방식으로는 발견하기 어려웠던 새로운 생명 현상을 탐구하고자 합니다.
Vision
Kwon Lab의 비전은 구조생화학을 통해 생명의 작동 원리를 이해하고, 그 지식을 미래 바이오 연구의 새로운 가능성으로 확장하는 것입니다.
구조생화학은 단백질 하나의 모양을 밝히는 학문에 머물지 않습니다. 단백질 구조를 이해한다는 것은 생명체가 신호를 감지하고, 반응하고, 적응하고, 때로는 질병으로 이어지는 과정을 분자 수준에서 이해한다는 뜻입니다. 이러한 지식은 기초과학의 깊은 질문에 답할 뿐만 아니라, 신약 개발, 단백질 공학, 합성생물학, 바이오센서, 감염 및 신경 질환 연구와 같은 다양한 응용 분야로 이어질 수 있습니다.
저희 연구실은 막단백질과 이온채널을 중심으로, 생명체가 외부 환경을 감지하고 세포 신호로 변환하는 원리를 밝히고자 합니다. 특히 실제 세포막에 가까운 환경에서 단백질을 연구함으로써, 기존 구조생물학이 놓치기 쉬웠던 생리적 조절 원리를 발견하고자 합니다.
우리는 학생들이 단순히 실험 기술을 익히는 것을 넘어, 스스로 중요한 질문을 만들고, 새로운 방법을 배우며, 실패와 토론을 통해 성장하는 과학자가 되기를 바랍니다. Kwon Lab은 깊이 있는 기초과학과 넓은 응용 가능성을 함께 추구하는 연구실이며, 학생들이 미래 생명과학과 바이오 응용 분야에서 독립적인 연구자로 성장할 수 있는 기반을 제공하고자 합니다.
Join Us
Kwon Lab은 생명 현상을 분자 수준에서 이해하고 싶은 열정적인 학생들을 기다립니다.
처음부터 모든 것을 잘 알고 있을 필요는 없습니다. 중요한 것은 새로운 것을 배우고자 하는 마음, 좋은 질문을 던지려는 호기심, 어려운 문제를 함께 해결하고자 하는 태도입니다.
저희 연구실에서는 단백질 생화학, 막단백질 발현 및 정제, cryo-EM 기반 구조 분석, membrane-mimicking system 구축, 전기생리학, AI 기반 구조 및 상호작용 분석 등 다양한 연구 경험을 쌓을 수 있습니다. 학생들은 하나의 기술을 반복하는 사람이 아니라, 질문을 만들고, 실험을 설계하고, 데이터를 해석하며, 자신의 연구를 발전시키는 과학자로 성장하게 됩니다.
연구 경험이 많은 학생뿐만 아니라 이제 막 연구를 시작하려는 학부생도 환영합니다. Kwon Lab은 열정과 호기심을 가지고 함께 배우고 성장할 학부연구생, 대학원생, 박사후연구원을 기다립니다.
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