대사 및 분자생물공학연구실은 대사공학에 시스템생물학, 합성생물학, 진화공학 등을 통합한 시스템대사공학을 창시하였으며, 이를 이용하여 석유화학산업에서 생산해 온 다양한 화학물질, 연료, 플라스틱 등을 바이오 기반으로 재생가능한 원료로부터 효율적으로 생산하는 기술들을 개발해 오고 있다. 그간 바이오매스로부터 가솔린, 강철보다 강한 거미실크단백질, 엔지니어링 플라스틱원료, 완전 생분해성 고분자 등을 세계 최초, 그리고 세계 최고효율로 생산하는 시스템들을 다수 개발하였다. 또한, 인류의 건강에 기여하는 다양한 천연물들을 시스템대사공학으로 생산하는 연구를 하고 있다. 그간 유용한 약성분들 뿐 아니라 벌레로부터 추출되던 빨간색 색소를 포함한 다양한 색소 등을 대사공학적으로 개량된 미생물을 이용하여 생산하는 기술들을 다수 개발하였다. 특히, 최근 인공지능 기반의 대사회로 설계 및 다양한 대사공학 및 합성생물학 알고리즘 등을 개발하고 있다.

The Metabolic and Biomolecular Engineering Laboratory (MBEL) has pioneered system metabolic engineering that integrates systems biology, synthetic biology, and evolutionary engineering with metabolic engineering. We have been developing technologies to efficiently produce various chemicals, fuels, and plastics from renewable resources instead of fossil resources used in the petrochemical industry. We have developed numerous bioprocesses that produce gasoline, spider silk proteins stronger than steel, engineering plastic materials, and completely biodegradable polymers among others from renewable biomass, many for the first time with highest efficiency. We are also conducting systems metabolic engineering research to produce various natural products that contribute to human health and well-being. We have developed technologies that use metabolically engineered microorganisms to produce a variety of pigments, including red pigments traditionally extracted from insects, as well as useful medicinal components. Recently, We have been developing various tools and strategies for synthetic biology and metabolic engineering using artificial intelligence.