Our research delves into the intricate communication systems governing the form and function of plants, emphasizing efficient interactions among cells, tissues, organs, and responses to environmental stimuli. We focus on unraveling the signaling networks of key phytohormones such as cytokinin, auxin, brassinosteroid, abscisic acid, and salicylic acid, utilizing our proprietary 'interactome' database and molecular networks. Our investigations extend to understanding epigenetic regulations involved in induced resistance against pathogen attacks, particularly priming at the genome level. Recently, our research scope has expanded to address fundamental questions about how plants regulate cambial activities, vasculature development, and biomass production. Employing 'systems biology' approaches and interdisciplinary research, we aim to provide a comprehensive tool for deciphering these complex interactions, crucial for gaining insights into the essence of plant life.

미래 인류의 생존을 위해 해결해야만 하는 위대한 도전중의 하나는 CO2 증가가 zero인 에너지 생산과 지속적인 food security를 들고 있다. 식물이 생산하는 바이오매스(Biomass)의 대부분은 형성층 줄기 세포의 활성에 의해 생산되며, 이를 통해 만들어지는 체관의 수송 능력을 조절함으로써 씨앗과 뿌리로 대표되는 식량으로 활용할 수 있는 조직의 생산성을 극대화 할 수 있다고 생각한다. 이를 위해 애기장대, 담배, 감자, 토마토를 재료로 하여 연구를 수행하고 있으며, 학부생은 아래 연구 주제와 관련한 실험에 참여할 수 있으며 결과는 발표 논문에 활용될 수 있다.

(1) 관다발 조직의 형성 및 조절 기작 연구
형성층 및 관다발 조직은 식물의 부피 생장을 조절하여 바이오매스 증대에 큰 영향을 준다. 본 연구실에서는 애기장대와 담배를 이용하여 형성층 및 관다발 조직의 기능을 조절하는 인자를 유전체 분석과 유전학 기법을 활용하여 동정하고 이에 대한 기능 연구를 통해 (Han and Cho et al., Nature Plants, 2018), 관다발 식물의 출현에 결정적인 역할을 하고 체관의 수를 조절하는 하는 ‘줄기(JULGI)’ 유전자를 발굴하였다 (Cho and Cho et al., Nature Plants, 2018, 그림). 줄기 유전자의 제어를 통한 식물 체관의 수 조절에 의한 꽃, 씨앗, 뿌리, 꿀, 괴경 등의 변화를 생리학적 관점에서 규명한다.

(2) RNA 이차 구조에 의한 식물 발달 조절 연구
관다발 식물이 지상에 정착하는데 필요한 조절 기작의 핵심이 RNA 결합 단백질에 의한 RNA 이차 구조의 형성이며, 이 기작이 진화적으로 보존되어 있다는 사실을 처음 규명하였다. 본 연구실에서 규명한 RNA 결합 단백질과 RNA 이차구조의 상호작용이 관다발 조직의 발달 과정에서 어떠한 내재적/외재적 조절을 받으며, 전사 후 조절 및 번역 조절 과정을 매개하는지에 대한 유전학적, 생화학적, 생리학적 연구의 일부를 수행할 있다.

(3) 식물 생장 호르몬을 통한 병 저항성과 식물 생장의 상관관계 연구
식물은 환경 스트레스 (가뭄, 홍수 및 기온 변화) 및 병충해에 의해 생산량이 현저하게 감소한다. 따라서 식물의 생장 속도를 극대화 하고 동시에 환경 스트레스에 저항성을 갖는 새로운 작물의 개발이 필요하다. 우리는 식물의 발달과정에 관여하는 식물 호르몬의 신호전달을 조절하는 다양한 인자를 통한 식물의 면역반응과 환경 스트레스 저항성 활성화 기작을 규명하고 있다.

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• ㆍB.S., Seoul National University, Seoul, Korea (1989)
• ㆍM.S., Seoul National University, Seoul, Korea (1991)
• ㆍPh.D., University of Maryland, College Park, USA (1999)

• ㆍ1999-2002: Postdoctoral Fellow, Harvard Medical Institute, Massachusetts General Hospital
• ㆍ2002-Present: Faculty, Pohang University of Science and Technology
• ㆍ2019-2022: Seok-Cheon Chair Professor, Pohang University of Science and Technology
• ㆍ2023-Present: Seok-Cheon Honor Professor, Pohang University of Science and Technology

• ㆍElucidate developmental signaling cross-talks in plants
• ㆍUnderstand the role of plant hormones in defense against pathogens
• ㆍUnderstand molecular mechanisms of RNA structure-mediated phloem differentiation

• ㆍ2012, Minister's award, Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs
• ㆍ2012, Selected as Top 100 national R&D performances, KISTEP
• ㆍ2013, Macrogen Scientist Award, KSMCB
• ㆍ2014, Best Research Award, KSPB
• ㆍ2014, Postechian Award (Research), POSTECH
• ㆍ2019, Rose Lecture Award, KSMCB
• ㆍ2021, Cargill Life Science Award, KAST
• ㆍ2021, Life Science Award, KSMCB
• ㆍ2023, Academy Award, the National Academy of Sciences, Republic of Korea
• ㆍ2023, Selected as Top 100 national R&D performances, KISTEP