비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 민선준
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 나노의약품;실리카 나노 입자;나노테라노스틱스;양전자 방출 단층촬영;자기공명영상;동적 핵분극;라이브러리;생직교 반응; 2. nanomedicine;silica nanoparticle;nanotheranostics;positron emission tomography;Magnetic Resonance Imaging;Dynamic nuclear polarization;library;bioorthogonal reaction;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 GloSea내 대기화학-에어로졸-구름-복사 상호작용 기술 개선 전체 내용 1) 기상청 기후예측 현업모델인 GloSea 에어로졸 배출량 개선 - 동아시아 지역에서 배출되는 Black Carbon (BC), Organic Carbon (OC), Sulfate, Nitrate, Ammonium, 해염입자 등의 1차 에어로졸 배출량 개선 - 동아시아 지역 2차 에어로졸 생성원인 NOx, SOx, NH3 배출량 개선 2) GloSea 내 대기 화학과정과 에어로졸 사이의 상호작용 모델링 기술 확보 - 전지구 Chemistry-transport model (CTM) 수준의 에어로졸 생성기작과 비교 - 대기 화학과정(대류권, 성층권)과 에어로졸 상호작용을 CTM 수준으로 강화 - 기체상 오염물질로부터 2차 에어로졸 생성⋅성장·소멸 과정 분석 3) GloSea 기반 에어로졸-구름 물리과정 분석 및 개선점 파악 - 에어로졸 생성, activation, 성장, 침적 과정에 대한 분석 - 에어로졸에 의한 대기 중 복사 효과(직접 효과) - 에어로졸-구름 상호작용에 의한 간접 효과 분석 4) 인위적 에어로졸 배출에 의한 계절내 규모(S2S) 예측 영향 실험체계의 구축 1차년도 목표 GloSea 화학-에어로졸 물리과정 분석 및 에어로졸 배출량 개선 내용 GloSea 저해상도 버전의 리눅스 클러스터 설치 전지구 화석연료, 생물연료, 바이오매스 연소 배출량 및 자연 배출량 자료 구축 동아시아 배출량 개선 2차년도 목표 GloSea 대기 화학과정과 에어로졸 사이의 상호작용 모델링 기술 확보 내용 대류권/성층권 광해리 및 대기화학 과정 개선점 파악 에어로졸 생성, activation, 성장, 침적 과정 개선점 파악 화학과정(대류권, 성층권)과 에어로졸 상호작용 수준 개선점 파악 3차년도 목표 GloSea 기반 화학-에어로졸-구름-대기복사 연동 물리과정 모델링 기술 확보 내용 에어로졸 activation scheme 및 구름 생성을 위한 CDNC 계산과정(CASIM)의 분석 에어로졸에 의한 대기 중 복사 효과(직접 효과) 개선점 파악 에어로졸-구름 상호작용에 의한 간접 효과인 강수량/복사수지/2차순환 분석 및 민감도 실험 연구개발성과 1) 국내외 학술 발표 2) 국내외 학술 논문 게재 3) 관련분야 전문가 양성 4) 소프트웨어 등록 5) 연구 성과 출원 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - GloSea 전지구기후예측시스템 내부의 화학-에어로졸-구름 상호작용에 대한 노하우 및 기초 기술 축적 - 동아시아 에어로졸에 의한 직접효과, 간접효과, 준직접효과의 정량화 연구를 위한 보다 진보된 툴 마련 - 인간활동에 의한 오염물질 배출 증가 및 자연재해(황사와 화산활동, 산불 등)에 의한 대기환경 변화와 기후변화 사이의 관계를 정량적으로 파악하는 도구 확보 - 화학-에어로졸-구름 상호작용 개선에 의한 계절 내 규모(S2S) 예측성 향상 (출처 : 요약문 6p)

• 연구책임자 : 윤대옥
• 주관연구기관 : 충북대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 대기 화학;에어로졸;계절내 예측;대기 복사;기상청 기후예측시스템; 2. atmospheric chemistry;aerosol;subseasonal forecast;atmospheric radiation;GloSea ;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 1. 인간 배아줄기세포를 활용한 primary GBM cell line 생성 2. primary GBM을 in vitro에서 연구할 수 있는 organoid model 생성 3. recurrent glioblastoma 의 standard therapy을 연구할 수 있는 model 생성 ◼ 전체 내용 GBM은 표준 치료에도 불구하고 90% 비율의 환자에게서 재발되고 있음. 그러나 재발에 대한 standard therapy는 아직 없으며, 재발한 GBM의 경우 항암제와 방사선에 저항성을 획득하게 되어 치료 효과를 보기 매우 어려움. 본 연구에서는 GBM의 완치를 위하여는 GBM의 재발을 억제하거나 또는 이미 재발한 GBM 세포의 사멸을 유도할 수 있는 전략을 수립하고자 하였음. 이를 위해 재발한 GBM 세포의 특성을 분자 수준에서 규명하여 유전적 발현 특성을 파악이 필요함. 재발성 교모세포종 오가노이드 모델을 통하여 GBM 완치를 위한 standard therapy을 확립하고자 함. □ 연구개발성과 - Triple mutant pluripotent stem cell (PSC) 제작 - WT PSC 와 triple mutant PSC을 이용하여 organoid 제작 및 표현형 검증 - 2D culture system을 통한 GBM like cell 들의 표현형 유지 검증 후 cell stock 생성 - GBM like cell 들에 temozolomide 처리 후 cell death 확인 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. Temozolomide resistant GBM like cell 들의 특징 분석 - 2D에서 자라난 GBM like cell 들에 temozolomide treat 이후 resistance을 가지는 cell 들의 특징을 알아 볼 수 있을것으로 기대됨. - Temozolomide 에 resistant을 가진 환자들에 대한 치료에 도움을 줄것으로 기대됨. 2. RNA sequencing을 통한 GBM like cell 들이 주변의 정상세포에 미치는 영향 분석 - Glioblastoma stem like cell 들이 주변세포에 미치는 영향을 WT organoid을 활용하여 알아보고자 함. - GBM organoid 와 WT organoid fusion 이후 WT organoid 의 RNA sequencing을 통해서 DEG 분석을 하고자 함. - WT 세포들에 미치는 영향을 분석하여 이를 억제한다면 GBM 의 재발도 억제할 수 있을 것이라고 생각함. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 한진주
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 교모세포종;인간만능줄기세포;뇌 오가노이드;크리스퍼 유전자 편집기술; 2. Glioblastoma;Human pluripotent stem cell;Brain organoid;CRISPR-Cas9 genome editing technique;

□ 연구개요 방사선 내성을 보이는 폐암 세포와 폐암 조직에서 방사선 민감 증진을 위한 mitotic catastrophe을 통한 세포사멸에 관련된 새로운 유전자인 PMVK의 기능 및 기전을 규명하고, 더 나아가 in vivo 방사선 치료 효능을 평가함으로써 방사선 항암 치료의 새 지표를 마련하고자함. □ 연구 목표대비 연구결과 < 1차년도 > • Mitotic Catastrophe (MC)을 통한 방사선 민감도 증진 유전자 PMVK 검증 : 폐암 세포주에서 siPMVK에 의해 MC을 통한 방사선 민감 증진 확인 : siPMVK에 의한 차별적인 세포사멸 신호전달 확인 • siPMVK에 의한 DNA damage-repair pathway 관련 확인 : HR DNA repair pathway 조절 기전 연관 : ATR/ATM checkpoint pathway 조절 기전 연관 < 2차년도 > • siPMVK에 의한 mitosis 조절인자 관련 확인 : siRNA보다 안정적으로 응용된 plasmid 형태의 shRNA의 gene knock-down 시스템 구축 : 세포내 DNA content (세포주기) 변화에 미치는 효과 확인 : siPMVK가 centromeric heterochromatin, kinetochore 단백질들에 미치는 영향 분석 : siPMVK에 의한 염색체, 핵막 변화 분석 < 3차년도 > • siRNA 전달체 제작 및 확보 : Liposome-siRNA 전달체 확보 • in vivo 효능평가 : 폐암, 췌장암 CDX 모델에서 방사선 민감도 증진효능 확인 : A549 mouse 모델에서 siRNA 전달체을 이용해 방사선 민감도 증진효능 확인 : MiaPaCa-2 mouse model에서 Lip-siRNA 이용해 방사선 민감도 증진효능 확인 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 새로운 항암 타겟으로써의 PMVK 유전자의 가치 조명 • siPMVK에 의한 DNA damage pathway와 mitosis control 조절 기전 분석 결과는 새로운 생화학적 기반 지식 제시 • siPMVK 적용시 방사선 뿐 만 아니라 다른 항암제 (anti-mitotic agent, DNA damage agent)와 병합 처리시 sensitize 할 수 있는지, 특히 각종 anti-apoptotic protein이 과발현된 암세포에서 다양한 항암제 내성을 극복 할 수 있는지에 대한 연구도 시행 가능함. • PMVK의 암 마커, 타겟 및 방사선 민감도 증진 또는 저항성 기전에 관한 새로운 학문 분야 창출 • siRNA library screening을 통해 발굴된 방사선 민감도 증진 siRNA를 리포좀을 이용하여 in vivo 암 조직으로 송달시킴으로써 세포 기반 효과를 직접적으로 in vivo 방사선 치료 효과로 연계가 가능할 것으로 판단됨 • siPMVK에 의한 mitotic catastrophe을 통한 세포사멸에 관여 하는 새로운 기전을 규명하여 apoptosis 내성을 극복할 수 있는 방안을 제시함으로써 방사선 민감 증진 치료시 새로운 modality를 제공함. • 방사선 항암요법 민감도 결정 유전자들을 방사선 치료방법이나 기존의 항암제 투여법 등의 항암요법과 병행하여 최상의 치료효과를 얻을 수 있는 새로운 복합 치료 방법을 개발로 연계됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박석순
• 주관연구기관 : 서울아산병원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사선 민감제;짧은 간섭 RNA;유사분열 파국;포스포메발로네이트 키나아제;짧은 간섭 RNA 전달체; 2. radiosensitizer;siRNA;mitotic catastrophe;phosphomeval onate kinase;siRNA delivery system;

□ 연구개요 ■ 연구목표 방사선 저항성 미생물의 multi-stress resistance(고방사선, 건조, 산화 스트레스 등 극한의 환경 스트레스 내성)에 기여하는 특이 two-component system 반응 조절 단백질(response regulator, RR)들에 의한 스트레스 대응 기작을 밝히고, 3차구조 규명을 통해 환경 스트레스 감지/반응 원리를 연구함. 또한, 구조기반 재설계를 통해 two-component system 단백질을 개량하여 생물체의 환경 스트레스 내성 강화에 응용함으로써 산업용 환경내성 균주/환경정화 미생물소재 개발 연구에 활용하고자 함 ■ 연구내용 대표적인 방사선 저항성 미생물 Deinococcus radiodurans는 효과적인 DNA 손상 복구 시스템과 강력한 항산화 능력을 보유하여 극한 환경 스트레스에 대응함. 또한, Deinococcus의 환경 스트레스 내성에는 미생물의 대표적인 외부 신호 감지/대응 시스템인 two-component signal transduction system(TCS) 구성 단백질들도 중요한 기여를 하는 것으로 보고되고 있음. TCS는 일반적으로 신호 감지 단백질(sensor histidine kinase, SHK)과 반응 조절 단백질(response regulator, RR)로 구성됨. 선행연구를 통해 기존에 보고되지 않은 Deinococcus 특이적 RR 2종(DR1175, DR0743)을 발굴하고 돌연변이 연구를 통해 다양한 환경 스트레스에 대한 내성이 감소함을 확인. 따라서, 본 과제를 통해 Deinococcus 특이 TCS 구성 단백질들의 생화학, 분자생물학적 특성 연구뿐만 아니라 단백질체, 전사체, 3차구조 분석을 통해 환경 스트레스 감지/반응 기작을 규명하고자 함 ■ 연구범위 1) Deinococcus 속 미생물에서 특이적으로 발견되는 RR(DR0743), RR-SHK domain이 동시에 존재하는 hybrid-RR(DR1175) 총 2개 RR의 인산화 신호전달 기작 및 하위 조절 유전자/단백질 규명 2) Deinococcus의 방사선, 산화 스트레스 등 환경 스트레스 감지/반응 인산화 네트워크 핵심 단백질인 RR(DR1175, DR0743)의 고해상도 3차구조를 X-선 결정학으로 규명하여 인산화에 의한 환경 스트레스 대응 기작을 분자수준에서 밝힘 3) 단백질체, 전사체, ChIP-seq 분석을 통해 연구 대상 RR에 의해 조절되는 다양한 하위 유전자/단백질을 분석하여 각 RR에 의한 환경 스트레스 감지/반응 기작을 규명 □ 연구 목표대비 연구결과 ○ Non-canonical hybrid SK/RR(DR1 175)의 스트레스 감지/반응 기작규명 연구목표 1. DR1175의 생화학적 특성 분석, 인산화 단백질체 분석을 통한 하위조절 타겟 단백질 발굴 2. DR1175에 의한 하위 조절 단백질의 활성 조절 연구 및 핵심 잔기기능 규명 3. DR1175의 3차구조 규명을 통한 인산화 신호전달 기작 규명 연구결과 1. DR1175의 인산화 신호전달 핵심잔기 규명 2. DR1175에 의한 catalase, RecA의 유전자/단백질 발현 조절 규명 3. DR1175 모델 구조 분석을 통한 인산화 기작 분석 완료 ○ Essential RR(DR0743)의 스트레스 감지 / 반응 기작 규명 연구목표 1. Bacterial ChIP-seq 분석을 통해 DR0743 결합 DNA 분석 및 하위 조절 유전자 발굴 2. DR0743에 의한 타겟 유전자의 발현 조절 기작 규명 3. DR0743의 3차구조 규명을 통한 인산화 신호전달 및 DNA 결합 기작 규명 연구결과 1. DR0743 하위 조절 유전자 특성분석 완료 2. DR0743에 의한 ParA3, Gyr 조절 및 세포 분열, 세포막/벽 생성 조절 규명 3. DR0743 고해상도 X-선 결정 구조 규명 및 DNA 결합 기작 규명 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ■ 사회/경제적 측면 - Deinococcus 유래 스트레스 내성 조절 유전자/단백질 도입을 통해 산업용 미생물을 개량하여 생명공학 관련 산업에 기여 가능 ■ 과학기술적 측면 - Deinococcus 균주의 극한 스트레스 내성 원리를 활용, DNA 손상/산화 스트레스에 의해 유발되는 인체 질병 치료 목적의 기초 연구에 활용 가능 - 강한 우주 방사선에 대응하기 위한 지구 생명체의 우주 환경 적응 연구에 활용하여 미래기술 선도 가능 - 새롭게 밝힌 hybrid sensor kinase 및 response regulator의 3차 구조-기능 상관관계 규명 연구를 통해 미생물의 환경 스트레스 대응 기작과 관련된 TCS 체계에 대한 이해 확대에 기여 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김민규
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 데이노코커스;2요소신호전달계;전사조절인자;항산화;스트레스 내성; 2. Deinococcus;TCS;Transcriptional regulator;Antioxidant;stress resistance;

□ 연구개요 삼중음성유방암 유방암 아형의 하나로 다른 유방암과 달리 호르몬 수용체가 없어 암세포를 없앨 표적치료가 듣지 않아 재발과 전이가 높고 생존율이 낮은 암으로 알려져 있다. 항암면역치료법은 면역감시 기능과 관련있는 세포 신호경로를 조절하여 암세포가 스스로 죽을 수 있도록 면역원성을 올리는 게 주요 핵심이며 삼중음성유방암 같은 까다로운 치료에서 주목받는 분야이다. 본 연구진은 항암면역치료법의 효과를 극대화하기 위해 방사선치료를 병행하는 면역-방사선 치료법의 효용성을 삼중음성유방암에서 확인하고, 레독스 활성 약물-방사선치료가 종양미세환경을 조절 및 개선하는지 그 기전을 탐구하여 삼중음성유방암에 대한 새로운 면역-방사선 치료법을 제시하는 근거가 되고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1차년도에는, 레독스 활성 약물을 이용하여 면역-방사선 치료효과를 확인하기 위해 세포주와 동물모델 및 방사선조사 조건을 선정했으며, 4T1 종양모델에서 망간폴핀에 의한 방사선 치료효과가 증가함을 확인했다. 또한 종양미세환경 모사하기 위한 저산소 배양환경 구축 및 저산소 환경에서 망간폴핀에 의한 방사선 감작효과가 있음을 확인했다. 2차년도에는, 망간폴핀과 방사선 병행치료 후 종양조직 분석을 통해 상피중간엽전이(EMT) 억제효과를 확인했으며 싱글셀분석을 진행했다. 레독스 활성 약물의 일종인 멜라토닌의 단독 및 방사선 병행치료 효과 역시 확인하였다. 3차년도에는, 망간폴핀-방사선 병행치료에 의한 구체적인 면역환경 변화를 알아보기 위해 싱글셀 분석을 통해 세포 유형별 표현형을 구분하고 비교하였다. 망간폴핀과 멜라토닌에 의한 양성자 병행치료 효과를 확인하고자 4T1, EO771 종양모델에서 망간폴핀과 멜라토닌에 의한 양성자 감작효과와 면역세포 표현형 변화를 확인했다. 4차년도에는, 망간폴핀-방사선 병행치료한 종양조직의 싱글셀 분석으로부터 상피세포의 EMT억제, 암관련섬유아세포(CAFs) 감소, T세포와 수지상세포 활성 및 대식세포 M1편향성 등을 관찰하였다. 또한 유방암 환자의 암조직으로부터 오가노이드 배양 조건을 구축하고 유방암 환자유래 오가노이드에서 망간폴핀과 멜라토닌 전처리 후 양성자 병행치료 증진 효과를 제시하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 면역항암치료는 기존 치료의 부작용을 최소화하면서 암의 재발과 전이를 억제할 수 있을 것으로 예측되며, 종양부위만을 공격하여 종양 억제 및 면역반응을 유도할 수 있는 최신 방사선치료의 특징을 생각할 때 두 치료법의 병행치료는 매우 효과적인 방법으로 판단된다. 레독스 활성 조절 약물 기반 면역-방사선 병용치료가 조사하는 방사선량이 최소이지만 그 치료효과는 정상 조직 손상을 줄이면서 암의 재발과 전이를 막아 면역원성을 높이는 안전한 치료법이 될 수 있음을 시사한다. 본 연구를 통해 항암면역치료가 암환자의 완치나 생존률 향상에 중요함을 강조하고 면역치료제가 신체 내 작용하는 반응경로 연구에 대한 필요성을 재고할 것이며, 치료가 까다로운 삼중음성유방암에 대한 새로운 병인기전을 발견할 수 있을 계기가 될 것이다. 레독스 활성 조절 약물 기반 면역-방사선 병용치료는 레독스 활성 약물 혹은 방사선 단독치료에 대한 한계를 극복하고 임상적으로 활용할 가능성 있는 이론을 제시함으로써 연구 및 관련 산업이 국제적인 경쟁성을 확보할 수 있을 것을 기대한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박원
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 항암면역치료;방사선치료;레독스 활성 약물;종양미세환경;삼중음성유방암; 2. cancer immunotherapy;radiation therapy;redox-active drug;tumor microenvironment;triple negative breast cancer;

□ 연구개요 일부 식품유래 천연물은 nuclear factor erythroid 2-related factor 2(Nrf2) 신호전달계를 활성화하고, 이를 통하여 항산화효소와 2상 해독효소계 발현을 촉진함으로서 암발생을 예방하지만, 또 다른 측면에서 Nrf2 활성화가 암세포에서 발생하는 활성산소의 제거를 촉진하여 암세포 증식을 촉진할 수 있다는 것이 알려져 있음. 따라서 본 연구에서는 식품유래 천연물에 의한 Nrf2의 활성화가 대장암세포의 증식을 촉진하는지 여부와 전사조절인자 Nrf2에 의해 발현이 조절되는 단백질 가운데 암세포 증식과 직접적인 관련이 있는 단백질을 동정하기 위해서 Nrf2을 knockout 한 대장암 세포를 제작하고, RNAseq을 통하여 탐색된 Nrf2-downstream 유전자를 knockout 또는 knockdown 시키는 방법으로 Nrf2 신호전달계를 통하여 암세포 증식 촉진에 관여하는 유전자를 구명하고자 하였으며, 나아가 해당 단백질의 활성을 제어하는 방법을 찾아 암치료에 도움을 줄 수 있는 전략을 수립하고자하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 식품유래 Nrf2 신호전달계를 활성화시키는 파이토케미컬이 암세포증식을 촉진하는지 여부를 조사하고, 이를 통하여 암세포증식을 촉진하는 것으로 확인된 화합물을 이용하여 어떤 Nrf2-downstream 단백질이 암세포증식에 관여하는지 알아보기 위한 연구를 진행하였음. ● 결과 1. 식품유래 천연물이 대장암세포증식 촉진하는 것을 확인하고, 이것이 Nrf2 신호전달계의 활성화와 관련이 있음을 Crispr/casp9 이용한 Nrf2 knockout 및 Nrf2 저해제(brusatol)를 이용하여 증명함 ● 결과 2. 식품유래천연물의 일종인 sulforaphane(SFN)은 Nrf2신호전달계를 활성화 하고 암세포증식을 촉진하는데, 이와 직접적인 관련이 있는 Nrf2-downstream 유전자를 RNAseq과 gene knockout/knockdown 방법으로 탐색하여 γ-glutamylcysteine ligase-catalytic subunit(GCLC)가 핵심단백질임을 확인하였음 ● 결과 3. GCLC가 세포내 활성산소 소거를 통하여 암세포증식을 촉진하여 항암제 작용을 저해하므로, 항암제와 GCLC 저해제(BSO)를 병용처리하였을 때, 항암효과가 상승되는 것을 확인하였음. 특히 SFN은 BSO 및 thioredoxin reductase 억제제인 auranofin와 병용처리시 환원된 글루타티온을 고갈시키고 세포내 산화환원 상태를 교란함으로써 항암활성이 크게 증가하는 것을 새롭게 발견하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구결과는 다음과 같은 영역에서 활용될 수 있을 것으로 판단됨. 1. 암환자의 식사요법으로 활용: 암세포가 이미 존재하는 환경에서 십자화과 채소 등 Nrf2 신호전달시스템을 활성화할 수 있는 식품의 다량 섭취를 자제하도록 권장하는 것이 바람직함. 예를 들어, 블로콜리새싹, 생배추, 갓의 과량 섭취는 피하는 것이 좋으나 이들을 가공한 제품(예, 김치)은 상대적으로 안전함. 2. 식품 유래 Nrf2 activator를 함유하는 항암제에 대한 지적재산권 획득: 본 연구과정에서 낮은 농도의 SFN이 환원형 glutathione(GSH) 소거하는 특성을 확인하였으며, 이를 응용하여 GSH 합성을 억제하는 buthionine sulfoximine(BSO)와 thioredoxin reductase 저해제 auranofin을 SFN과 병용처리시 항암활성이 극적으로 증가하는 것을 확인하였고, 이 신규 항암요법에 대한 지적재산권을 확보하고자 함. 3. 연구의 확장성 확인: 암세포내 활성산소 양을 증가시켜 암세포를 사멸시키려면 GSH 농도뿐만 아니라 또 다른 항산화시스템인 thioredoxin을 동시에 저해해야 함을 확인하였으며, 여기에 SFN과 같은 electrophiles을 추가하였을 때 활성산소발생이 폭발적으로 증가하고, 암세포를 효과적으로 사멸시키는 것이 확인되었으므로, 천연물 또는 이미 개발된 약물가운데 BSO와 auranofin과 병용처리하여 항암효과를 잘 발휘할 수 있는 소재들을 발굴하여 암치료 및 기타 질병치료제로 검토하는 것이 가능할 것으로 판단됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김정상
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 대장암;항산화효소계;설포라판;감마글루타밀시스틴 라이게이즈; 2. colorectal cancer;antioxidant enzymes;Nrf2;sulforaphane;γ-glutamylcyste ine ligase;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 방사선 저항성 미생물은 고방사선, 건조, 산화 스트레스 등 극한의 환경 스트레스에 대응하기 위하여 매우 높은 손상 복구 기능을 가지고 있어 인간의 노화/유전질환/암 치료 연구에 활용가치가 높음. 본 과제는 한국원자력연구원 방사선 저항성 미생물 연구팀과 프랑스 원자력 및 에너지청 (CEA) 산하 생명과학연구소 간의 과학기술 네트워크 구축을 통해 지속적인 방사선 저항성 기작 규명을 위한 국제공동연구 기반 확보에 그 목표를 둠 ○ 전체 내용 ● 방사선 저항성 미생물 유래 BSH시스템의 방사선 및 산화스트레스 저항성 특성 규명연구 (1) Deinococcus 유래 BSH 시스템의 스트레스 저항성 특성 분석 - BSH 생합성 경로 기반 BSH 비생산 Deinococcus 돌연변이균주 제조 - BSH 산화환원 단백질 (YpdA, YtxJ)의 저항성 기능 확인 (2) BSH 기반 Deinococcous내 스트레스 반응 조절 시스템 분석 - Metal homeostasis를 통한 DdrO-IrrE 시스템 조절기능 - BSH-Grx like 단백질 간 상호작용 기능 확인 ● 방사선 저항성 미생물 유래 BSH시스템의 작동기전 및 구조적 특성 연구 (1) BSH 산화환원 단백질의 구조 규명을 통한 BSH시스템의 이해 - BSH 산화환원 단백질 (YpdA, YtxJ) 단백질의 이종발현 및 대량정제 - crystallization 및 단백질 3D structure 규명 (2) BSH산화환원 단백질의 생화학적 특성 규명 - BSH 산화환원 단백질의 ROS 제거 활성 확인 - YpdA/BSH/YtxJ 간 상호작용 및 작동기작 확인 ● 한국원자력연구원 (KAERI)와 프랑스 원자력청 (CEA)간 연구협력 네트워크 구축 - 연구원 교류 협력 추진 - 방사선 저항성 미생물 관련 공동 연구 워크샵 개최 ○ 1년차 ● 목표 Deinococcus BSH 시스템의 저항성 기능규명 방사선 저항성 미생물 관련 세미나 개최 ● 내용 (1) Deinococcus 유래 BSH 시스템의 스트레스 저항성 특성 분석 - BSH 생합성 경로 기반 BSH 비생산 Deinococcus 돌연변이균주 제조 - BSH 산화환원 단백질 (YpdA, YtxJ)의 저항성 기능 확인 (2) BSH 기반 Deinococcous내 스트레스 반응 조절 시스템 분석 - Metal homeostasis를 통한 DdrO-IrrE 시스템 조절기능 - BSH-Grx like 단백질 간 상호작용 기능 확인 ○ 2년차 ● 목표 - 산화 환원 Redoxin 단백질의 생화학적 구조적 특성규명 - 방사선 저항성 미생물 관련 세미나 개최 ● 내용 (1) BSH 산화환원 단백질의 구조 규명을 통한 BSH시스템의 이해 - BSH 산화환원 단백질 (YpdA, YtxJ) 단백질의 이종발현 및 대량정제 - crystallization 및 단백질 3D structure 규명 (2) BSH산화환원 단백질의 생화학적 특성 규명 - BSH 산화환원 단백질의 ROS 제거 활성 확인 - YpdA/BSH/YtxJ 간 상호작용 및 작동기작 확인 (3) 한국-프랑스 공동연구 협력 교류 추진 - 한국원자력연구원 인력 교류 추진 - 한국원자력연구원-프랑스 CEA 간 공동 워크샵 개최 □ 연구개발성과 1. SCI(E) 논문게재 : Chemistry, Medicinal 분야 상위 10% 논문게재 방사선 저항성 미생물 유래 BSH 시스템의 방사선 및 산화 스트레스 저항성 기작 규명 (Antioxidant, IF : 6,312) 2. 학술발표 : 2021 한국미생물생명공학회 심포지엄 구두발표 (2021.06) 2022 방사선 산업학회 학술발표 (2022.11) 3. 보고서 : 프랑스 원자력청 (CEA) 산하 BIAM 연구소 파견 보고서 4. 기타 : 프랑스 CEA 인력 교류 (2022.09.01. ~ 2022.10.12.) 한-프랑스 공동 연구 워크샵 2회 개최 (2022.10) 한국원자력연구원-프랑스 CEA 간 공동연구 협약 (2022.07) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ● 방사선 저항성 미생물의 새로운 저항성 기작 및 작동 원리 규명 (1) 현존하는 생물 중 가장 높은 방사선 저항성을 가진 Deinococcus의 BSH 시스템의 손상 복구 기작 및 작동원리를 구조적으로 분석하여 새로운 저항성 기작 규명 가능 (2) 산화적 손상에 의해 유발되는 질병(암, 노화 기초연구)치료 및 예방에 대한 기초적인 중요한 정보를 제공하여 국민건강복지에 기여가능 ● 연구 교류 및 후속연구 추진을 위한 국제협력기반 조성 (1) 해외전문가 초청 국제 학술 세미나 추진을 통한 인적 네트워크 확대 (2) 한국-프랑스 연구진의 상호교류 기관방문 추진을 통한 전문인력 양성 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정종현
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 산화스트레스;방사선저항성;데이노코쿠스;산화환원반응; 2. oxidative stress;radiation resistance;Deinococcus;Redox activity;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 벼멸구 ERR에 의한 해독 조절 분자기전을 규명하고, ERR의 발현 조절을 통한 벼멸구 특이적 방제 가능성을 검증 ◼ 전체 내용 벼멸구 핵 호르몬 수용체 ERR의 해독 조절 기능 연구 ◼ 1단계 ❏ 목표 ERR에 의한 벼멸구 해독 조절 규명 ❏ 내용 • 벼멸구 ERR 유전자 확보 및 특성 분석 • 벼멸구 ERR에 의한 해독 작용 유전자 조절 규명 • 벼멸구 ERR 발현조절을 통한 벼멸구 방제 가능성 검증 □ 연구개발성과 핵수용체는 리간드에 의해 조절되는 전사조절인자로서, 특정 DNA 서열을 인식하는 DBD(DNA-binding domain)를 가지고 있어 전사조절부위에 결합하여 유전자 발현을 조절한다고 알려져 있으며, 리간드에 의해 조절되는 핵수용체는 동물에서 치료제 타겟 단백질로 연구되어왔음. 곤충에도 핵수용체가 존재하며 대표적으로 ecdysone receptor를 포함하여 21개가 존재한다고 알려져 있으며, 생식, 발달, 탈피 등 다양한 생리학적 기능을 한다는 결과들이 발표되고 있지만, 해독작용과 관련된 핵수용체는 알려져 있지 않음. 본 연구에서는 핵수용체인 Estrogen-related receptor (ERR)이 해독작용에 중요한 Cytochrome P450 (CYP) 유전자의 발현을 조절하여 살충제인 imidacloprid의 저항성을 조절하는 현상을 규명하였음. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. 새로운 핵수용체에 의한 해독 작용 조절 분자기전을 규명하고 이를 기반으로 하는 물질을 활용할 경우 살충제 저항성을 개선할 수 있는 미래 해충 방제의 원천기술 확보가 가능함. 2. 핵수용체에 의한 해독 작용 연구가 성공적으로 수행될 경우 국내 살충제와 관련된 원천기술 개발에 활성화를 유도하고, 해외 기업과 경쟁에서 우위 선점이 가능함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박우람
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 핵수용체;유전자 발현조절;해독작용;시토크롬 P450;벼멸구; 2. Nuclear receptor;Gene regulation;Detoxification;Cytochrome P450;Brown planthopper;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이지은
• 주관연구기관 : 프로테옴텍
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 자가면역질환;체외진단;다중진단;자가항체;항핵항체; 2. Autoimmune Disease;in-vitro diagnostics(IVD);Multiplex diagnostics;Autoantibody;Anti-nuclear antibody (ANA);