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남 교수는 X-선 결정학 기법을 이용해 단백질 구조와 작용 기작을 규명하는 연구를 수행하고 있으며, 특히 X-선 자유전자레이저(X-ray Free Electron Laser, XFEL)와 방사광 가속기(Synchrotron X-ray)를 활용한 연속 결정학(Serial Crystallography) 분야에서 실험 기법 개발, 연구 적용, 이론 정립 등 폭넓은 연구 성과를 내고 있다.
연속 결정학은 생체 고분자의 생물학적으로 중요한 분자 동역학에 대한 구조 정보를 제공함으로써, 분자 수준의 기능 규명은 물론 신약 개발을 앞당길 수 있는 기반을 제공하는 중요한 분야이다.
최근에는 포항가속기연구소 4세대 방사광가속기(PAL-XFEL)의 연구 지원을 받아 가속기 연구원들과 함께 연속 펨토초 결정학(Serial Femtosecond Crystallography) 시료 전달 기술을 개발하고 있으며, 경상국립대, 싱가포르국립대, 예일대, 대련민족대 등과 공동 연구를 통해 바이오매스 분해, 단백질 공학 및 유전자 편집 기술 개발에 기여하고 있다. 또한 연속 결정학 빅데이터 처리와 AI 기반 단백질 구조 예측의 활용 및 한계에 대한 연구도 활발히 진행 중이다.
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