생명공학과

• • 가톨릭대학교 생명공학과는 2002년에 생명공학부로 신설되어 2003학년도부터 학생을 선발한, 본교의 바이오 관련 학과 중 가장 오랜 전통을 가진 학과입니다.
    이후 학제 개편을 거쳐 현재의 생명공학과로 발전하였으며, 지난 20여 년간 생명공학응용·바이오융합·지속가능 생명기반 산업 분야에서 핵심 인재를 배출해 왔습니다.
    현재는 가톨릭대학교 내 여러 바이오 관련 학과들의 모(母)학과로서 학문적·교육적 기반을 제공하고 있으며, Green·Red·White Bio 전 영역을 아우르는 바이오융합교육의 중심축역할을 하고 있습니다.
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  • Green Bio: 농업·식품·환경 분야에 생명공학 기술을 적용하여 지속가능한 생물자원 생산과 친환경 기술 개발을 추구하는 영역입니다.

  • Red Bio: 의약·의료 분야 중심의 생명공학으로, 신약 개발, 세포·유전자 치료제, 진단 및 헬스케어 기술 등을 다루는 분야입니다.
  • White Bio: 산업공정과 소재 중심의 생명공학으로, 효소·미생물 기반 바이오소재 생산 및 친환경 바이오제조 기술을 개발하는 분야입니다.

생명공학은 생명체의 분자·세포 수준의 원리를 이해하고 이를 의학, 식품, 환경, 산업 등 다양한 분야에 응용하는 융합 과학입니다. 단일 질환이나 치료 기술에 국한되지 않고, 생명현상의 전체적 원리를 기반으로 인류의 건강·지속가능성·산업발전에 기여하는 학문입니다.

본 학과는 “4차 산업혁명을 선도하는 글로벌 첨단생명공학 인재 양성”을 목표로 합니다. 기초 생명과학 지식을 토대로, 실험·데이터·공학기술을 융합해 Green(환경·농업), Red(의약·헬스케어), White(산업·소재)바이오 전 영역을 아우르는 통합적 시각을 함양합니다.

의학·약학이 질병이라는 ‘나무’를 연구한다면, 생명공학은 그 나무가 자라는 생명 시스템 전체-유전자, 세포, 미생물, 생태계-를 탐구하는 ‘숲의 과학’입니다.
이는 단일 치료기술보다 근본적인 생명 원리 이해를 통해 다양한 산업에 응용될 수 있는 폭넓은 기반을 제공합니다.

좀 더 자세하게는 생명공학은 개별 질환이나 단일 기술에 집중하기보다, 생명체 전체의 상호작용과 시스템적 균형을 탐구하는 통합과학입니다.

세포·유전자·미생물·환경이 하나의 생명 네트워크로 연결된다는 관점에서, 분자 수준의 미세한 변화가 인체 건강, 생태계, 산업공정에 미치는 영향을 거시적·다학제적으로 해석합니다.

즉, 생명공학은 “생명현상의 구조와 기능을 통합적으로 이해하는 과학”이라 할 수 있습니다.

본 학부 커리큘럼은 생명공학의 기초 원리부터 응용 기술, 산업 현장까지 단계적으로 그리고 융합적으로 학습할 수 있도록 설계되어 있습니다. 1학년 입문 단계에서는 생명공학이라는 학문의 전체 그림을 제시하고, 2~3학년을 거치며 전공기초 및 응용 과목을 통해 실제 기술과 프로세스를 익히며, 4학년에는 심화·실습 중심 과목을 통해 연구·산업 현장 적응력을 키우게 됩니다.

예컨대, 2학년 초반에는 『생명공학개론』과 『바이오입문』 등으로 생명공학 전반에 대한 이해를 쌓고, 『생화학Ⅰ』과 『분자생물공학Ⅰ』등을 통해 생명체의 분자·세포 수준 기능을 학습합니다. 이후 3학년에서는 『단백질공학』, 『바이오제조』, 『마이크로바이옴』 등으로 기술응용 영역으로 확장하며, 4학년에서는 『AI기반단백질디자인』, 『합성생물학』, 『시스템생물학』, 『생명공학캡스톤디자인』 등 첨단 연구 및 실무 프로젝트형 과목을 통해 융합 역량을 강화합니다.

“가톨릭대학교 생명공학과 교수진은 미생물·식물·세포·효소·대사·구조생물학·마이크로바이옴을 잇는 Green Bio·Red Bio·White Bio 융합 연구를 통해 생명공학의 전 스펙트럼을 선도합니다.”

김형권 교수 : 미생물 및 효소공학을 기반으로 메타게놈·유전체 정보를 활용한 산업용 효소 발굴과 재조합 생산 기술을 연구하고 있습니다. 효소의 구조와 기능 분석을 통해 지질가수분해효소의 반응성 향상, 단백질 진화공학 및 고정화 기술 개발, 항산화·항균 지질소재의 산업화 응용을 추진하고 있으며, 친환경·지속가능 바이오소재 생산을 목표로 하고 있습니다.

김필 교수 : 합성생물학·정밀발효·대사공학을 중심으로 미생물의 대사 네트워크를 설계·제어하여 고부가가치 단백질 및 기능성 바이오소재를 생산하는 기술을 개발하고 있습니다. 대사경로 최적화와 진화공학 기법을 결합하여 차세대 대체단백질·지속가능 바이오산업소재를 창출하고 있으며, 산업미생물을 활용한 Green Bio 기반 정밀바이오프로세스 구축에 주력하고 있습니다.

정정민 교수 : Cryo-EM, Cryo-ET 등의 첨단 바이오이미징 기술을 활용하여 고분자 복합체 및 병원체의 구조–기능 연관성을 규명하는 연구를 수행하고 있습니다. 또한 다제내성 세균 대응 백신·치료제 개발, AI 기반 영상분석 및 분자 구조 복원 기술을 통해 감염병 대응 및 정밀의약 응용 연구를 확장하고 있습니다. 구조생물학과 데이터과학을 융합한 차세대 영상기반 바이오연구 플랫폼 구축이 주요 목표입니다.

야마오카 야스요 교수 : 식물생명공학을 중심으로 식물 지질대사 및 환경스트레스 내성 메커니즘을 연구하고 있습니다. 모델식물과 미세조류를 활용하여 기능성 식물성 바이오소재 발굴, 탄소대사 조절을 통한 생물자원 효율화, 환경적응형 식물공정 기술을 개발하고 있으며, Green Bio 분야에서 지속가능한 식물유래 고부가 소재 개발을 목표로 하고 있습니다.

강남주 교수 : 숙주–미생물 상호작용을 모사한 장내 마이크로바이옴 공배양 플랫폼을 구축하여, 미생물–숙주세포 간 상호작용을 분석하고, 이를 통해 장건강 개선 기능성 소재를 발굴하는 연구를 수행하고 있습니다. 또한 천연물 유래 생리활성 물질을 활용한 암대사 억제 및 피부건강 개선 소재 개발 연구를 병행하고 있으며, Red Bio·White Bio 융합연구를 통해 인체–미생물 상호작용 기반의 차세대 바이오헬스 혁신 기술을 탐구하고 있습니다.

윤은주 교수 : 시스템생물공학·대사체학·생물공정공학을 바탕으로 미생물 대사 네트워크 해석 및 공정 최적화를 연구하고 있습니다. 오믹스 기반 데이터를 활용해 지속가능한 바이오화합물 및 친환경 산업소재 생산 플랫폼을 구축하며, 미생물 유전체·전사체 분석을 통한 대사경로 재설계 및 공정 효율 향상 기술개발에 주력하고 있습니다. Green Bio 및 White Bio 분야의 지속가능 바이오제조 공정 구현이 주요 목표입니다.

김석민 교수 : 화학공학적 접근을 기반으로 금속효소 기반 생물공학 및 터널공학을 연구하며, 효소 반응성 최적화를 위한 단백질 구조–기능 조절 및 전자전달 경로 설계에 집중하고 있습니다. 특히 C1 자원(일산화탄소·이산화탄소 등) 전환 효소 개발 및 탄소중립형 바이오촉매 기술에 관한 연구를 수행하고 있으며, 유전체 정보를 활용한 산업용 효소 발굴·재조합 생산 및 분자진화 기반 효소 개량 연구도 병행하고 있습니다. 이러한 기술을 토대로 현대제철·포스코 등 산업체와 협력하여 실증단계 바이오공정 응용 연구를 활발히 진행하고 있습니다.

생명공학은 치료 이후의 단계가 아닌 질병 발생 이전의 원리·예방·대체·치유 환경까지 포괄합니다. 예를 들어, 단순히 암세포를 치료하는 데 그치지 않고 암의 대사환경, 미생물 영향, 신호전달 네트워크등 시스템 전체를 다루어 치료 이전의 단계에서부터 근본적 해결을 가능하게 하는 학문입니다.

생명공학과는 급변하는 바이오 산업의 트렌드 속에서도 일시적인 유행이나 단기적 성과에 휘둘리지 않고, 멀리 내다보는 관점으로 교육과 연구의 방향을 설계하는 학과가 되고자 합니다.

바이오 산업은 시대의 흐름에 따라 새로운 기술과 키워드가 끊임없이 등장하지만, 그중 상당수는 금세 사그라들고 지속되지 못하는 경우가 많습니다. 우리 학과는 이러한 변화의 속도 속에서도 유행에 쫓기지 않고, 변하지 않는 학문적 본질을 지켜가는 것이 무엇보다 중요하다고 생각합니다. 그 중심에는 언제나 생명 현상을 깊이 이해하고 이를 인류의 건강과 복지로 확장하는 학문적 가치가 존재합니다. 따라서 우리 학과는 이러한 본질에 충실하면서도, 새로운 기술과 산업의 흐름을 균형 있게 수용하고 융합할 수 있는 교육체계를 지향하고 있습니다. 

이를 위해 생명공학과는 ‘바이오 분야의 모(母)학과’로서의 정체성과 자부심을 더욱 확립해 나가고자 합니다. 단순히 취업을 위한 실무 위주의 교육이 아니라, 학생들이 스스로 진로를 탐색하고 자신만의 전문성을 설계할 수 있는 역량을 기를 수 있도록 체계적이고 내실 있는 교육과정을 지속적으로 발전시키고 있습니다. 또한, 다양한 산학협력 프로그램, 현장견학, 캡스톤 디자인, 연구 중심 실험 교과목 등을 통해 학생들이 ‘공부하는 생명공학’에서 나아가 ‘현장에서 살아 움직이는 생명공학’을 체험할 수 있도록 교육과 연구의 연결성을 강화하고자 합니다. 

우리 학과는 이러한 교육 방향을 바탕으로, ▶기초에 충실하면서도 응용에 능한 인재, ▶ 산업의 트렌드를 넘어 미래를 설계할 수 있는 인재, ▶ 윤리적 가치와 학문적 깊이를 겸비한 진정한 바이오 인재를 양성하고자 합니다. 결국 생명공학과의 목표는, 빠르게 변화하는 산업 환경 속에서도 중심을 잃지 않고, 지속 가능한 미래를 준비하는 인재를 키워내는 든든한 토대가 되는 것입니다. 우리 학과는 이러한 사명감을 가지고, 앞으로도 학생들이 스스로 생각하고, 실험하며, 성장할 수 있는 학문적 터전을 만들어가고자 합니다. 

가톨릭대학교 생명공학과는 다솔관을 중심으로 미생물·세포배양실, 식물세포배양실, 분자생물학 실험실, 구조생물학 및 생명정보분석실 등 첨단 연구공간과 분석 장비를 갖추고 있습니다. 이를 통해 기초 생명과학부터 응용 생명공학, 기능성 소재 개발, 단백질 구조 분석 등 다양한 연구 분야에서의 교육과 연구 활동이 유기적으로 이루어지고 있습니다.

또한, 산학협력 기반 프로젝트, 글로벌 세미나, 국내외 산업체 견학 등 현장 중심의 교육 프로그램을 통해 학생들이 연구와 산업의 실제 흐름을 직접 경험할 수 있도록 지원하고 있습니다. 특히, 심화연구연구 실습·동계·하계 연구참여 프로그램을 운영하여 학생들이 학기 중은 물론 방학 기간에도 연구실에 직접 참여할 수 있는 기회를 제공합니다. 이를 통해 학생들은 다양한 연구 주제에서 실험 설계, 데이터 분석, 연구 결과 도출 전 과정을 체험하며 실질적인 연구 역량을 축적할 수 있습니다. 

이처럼 우리 학과는 이론–실험–현장 경험이 긴밀히 연결된 교육·연구 인프라를 바탕으로, 학생들이 스스로 생각하고 탐구하며 미래 바이오산업을 선도할 수 있는 인재로 성장하도록 지원하고 있습니다.

졸업생들은 바이오의약품, 식품·헬스케어, 기능성소재, 환경바이오, 진단기술 등 다양한 산업 분야에서 연구개발(R&D), 기술기획, 데이터분석 등의 역할을 수행하고 있습니다.

또한 대학원 진학을 통한 학문적 연구, 정부출연연 및 글로벌 기업 진출 등 다양한 진로 경로가 열려 있습니다.