□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 : GIST (한국)와 Sorbonne University (프랑스) 간의 혁신적인 연구 프로그램을 구축 ◼ 전체 내용 : 오퍼랜드 분석을 통한 Pd 박막 표면연구 ◼ 1년차 ㅇ 목표 : Pd 박막이 증착된 Pt(111) 시료의 성장 및 특성 파악 ㅇ 내용 : SOLEIL과 PAL에 있는 AP-XPS, AP-STM 활용 연구수행 ◼ 2년차 ㅇ 목표 : Pd 박막이 증착된 Re(0001) 시료의 성장 및 특성 파악 ㅇ 내용 : SOLEIL과 PAL에 있는 AP-XPS, AP-STM 활용 연구수행 □ 연구개발성과 STAR 프로그램을 기반으로 촉매 작용과 에너지 과학 분야에서 공동프로젝트 진행 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 양국의 오퍼랜도 표면 과학에 대한 진전된 협력의 첫 걸음이 될 것이며, 양국 오퍼랜도 과학의 공동 연구 및 개발을 통해 세계적인 경쟁력을 확보 할 수 있는 좋은 기회 제공 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 문봉진
• 주관연구기관 : 광주과학기술원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 상압광전자분광기;상압주사터널링 현미경;표면과학;촉매;방사광가속기; 2. AP-XPS;AP-STM;Surface Science;Catalysis;Synchrotron Radiation;

4. 연구결과 가. 유전체 정보 확보 및 적응·진화 연구 (1) 개야길앞잡이 소기관 유전체 정보 확보 및 근연종과의 계통학적 연구 (2) 반날개상과의 딱지날개 및 복부 분비샘 진화 - Illumina와 PacBio를 통한 청딱지개미반날개의 전장유전체 염기서열 데이터 확보 (3) 서식지별 거머리 비교유전체 연구 - Illumina를 통한 시퀀스 분석으로 거머리류의 유전체 크기를 예측하고 서식처별 거머리의 유전체를 비교 분석 (4) 새우류 유전체 분석을 통한 면역 관련 유전자 분석 - de novo DNA 시퀀싱과 RNAseq 등을 이용하여 도화새우의 간췌장 조직에서 발현하는 면역 유전자 분석 (5) 수염하늘소속의 재선충 매개 진화 연구 - 소나무재선충 비매개종인 수염하늘소의 염색체 수준의 표준유전체 제작 나. 지구온난화 및 기후변화 관련 대상종 집단 분석 연구 (1) 열대거세미나방 유입·정착 가능성을 위한 집단분석 연구 - 열대거세미나방의 국내 유입 및 해외 개체군의 계통 분석 및 생태학적 고찰 (2) 비래곤충 된장잠자리 집단분석 연구 - 된장잠자리 국내외 개체군의 mtDNA COI 영역을 이용한 단상형 분석 - 집단분석을 위한 된장잠자리 특이적인 SSR 마커 개발 다. 유전자 정보를 활용한 분류 실체 규명 연구 (1) 갈색여치 은폐종 및 종 실체 규명 연구 - 국내 각지에 분포하는 갈색여치 개체군에서 mtDNA COI 분석으로 구분 가능한 은폐종 구명 (2) 유전 및 형태 분석을 통한 새뱅이류의 분류학적 재검토 - 생물다양성 감소 관찰종이자 제주 고유종인 제주새뱅이 및 근연종 시료 확보 - COI 유전자를 이용한 계통 분석과 형태적 비교 분석 진행 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 전미정
• 주관연구기관 : 국립생물자원관
• 발행년도 : 20221200
• Keyword :

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이규상
• 주관연구기관 : 주식회사 템프업
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 피로회복;분자개질;원적외선;마이크로래디에이션;혈액순환; 2. recovery from fatigue;molecular modification;FIR;microradiation;blood circulation;

□ 연구개요 본 연구는 nuclear pore protein (Nup)의 비정형 부분 (Intrinsically Disordered Region: IDR)에 의해 진핵 세포 내 전사과정이 어떻게 조절되는지를 분자 수준에서 규명하는데 최종 목표가 있음. 특별히 Nup의 IDR과 transcription co-activator 혹은 chromatin remodeling complex 간 상호작용 그리고 그에 의한 복합체들의 구조와 기능의 변화 규명과 분석에 초점을 맞 추고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 Nup IDR의 정제과정의 어려움 및 기존 Nup IDR-coactivator 간 상호작용 연구 결과의 재현성 문제로 기존 연구 목표를 그대로 실현하는데 어려움이 있었으나, 문제의 해결과정에서 Nup IDR-coactivator 상호작용에 Nup IDR의 canonical binding partner인 karyopherin이 필요하다는 새로운 사실을 발견함. 또한, Nup IDR-coactivator 상호작용을 crosslinking을 통해 안정화 시켜 향후 복합체 구조연구의 기반을 마련함. Nup98 IDR 연구의 어려움으로 같은 궁극적 주제(IDR에 의한 coactivator의 구조 및 기능 조절)를 연구할 수 있는 전사인자(GCN4)의 IDR을 사용하여 Mediator와의 상호작용을 연구함. 이 과정에서 전사 인자와 상호작용하는 Mediator의 주요 부위인 tail module의 triad complex를 최초로 reconstitution하였고, 초기 결정화 조건을 스크리닝 하였음. 뿐만 아니라 향후 연구에 필수적인 Med15-GCN4 상호작용의 열역학적 지표를 정량하여 molecular driving force를 분석하였음. 최종적으로 최근 전사 조절의 핵심 현상이라 제시되고 있는 LLPS를 분석할 수 있는 기술을 개발함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 과제에서 도출해 낸 결과들은 IDR에 의한 전사조절이라는 큰 질문에 대해 해답을 줄 수 있는 기초기반을 마련하였다고 평가할 수 있음. 첫째, Nup IDR-coactivator의 상호작용에 karyopherin이 관여함을 알아낸 결과는 karyopherinc의 새로운 기능 제시 뿐 아니라, 핵-세포질 간 물질 이동과 전사 조절이 잠재적으로 coupling 되어 있음을 암시하는 매우 흥미로운 결과임. 둘째, Mediator tail-enhancer bound TF에 관한 연구는 유전자 조절의 이해에 가장 근본이 되는 연구임. 따라서 최초로 성공한 Tail triad complex reconstitution은 분야의 근간이 되는 연구 결과임. 셋째, GCN4 IDR-Med15 상호작용에 관한 열역학적 연구는 IDR-target 상호작용의 driving force를 계산하는데 중요한 연구 방법을 제시할 뿐 아니라, 추후 Mediator-TF 상호작용에 의한 Mediator 구조 변화 규명 연구에 필수적인 정보를 제공함. 마지막으로 IDR에 의한 LLPS는 최근 가장 각광을 받는 전사 조절 기작 중 하나임. 따라서 이를 분자 수준에서 열역학적으로 분석할 수 있는 방법을 개발한 것은 현재 현상 관찰에만 머물러 있는 분야의 연구 트렌드를 분자 수준의 정량적 이해의 관점으로 전환 시킬 수 있는 의미있는 연구 결과임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 고준석
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 전사조절;비구조지역;코액티베이터;뉴클레오포린;구조; 2. Transcription;IDR;Coactivator;Nucleoporin;Structure;

○ 난치성 질환 대응 방사선 및 방사선동위원소 기반 연구(R&D), 정책 및 산업 동향 분석 ○ 난치성 질환 극복을 위한 방사선 기반 미래 유망 기술 발굴 및 연구과제 제안 ○ 난치성 질환 관련 타연구사업과의 연계 전략 및 성과 활용 방안 제시 ○ 난치성 질환 대응을 위한 방사선 기술 정책 제언 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 전종호
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 방사선;방사성동위윈소;난치성 질환;감염병;신약 개발; 2. Radiation;Radioisotope;Refractory disease;Infectious disease;Drug development;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 ○유전형 신장질환 다낭신 질환모델 형질전환 복제 미니돼지 생산 ○질환모델 미니돼지의 유전형, 표현형 검증 전체 내용 ○PKD1 유전자 결손 미니돼지 체세포주 작성 ○유전자 결손 체세포의 리프로그래밍에 의해 유도만능줄기세포 수립 ○유도만능줄기세포로부터 다낭신 질환모델 오가노이드 작성 ○오가노이드를 이용하여 형질전환 복제 미니돼지의 다낭신 표현형 예측 ○PKD1 유전자 결손 복제수정란 생산 ○PKD1 유전자 결손 복제수정란 이식 ○PKD1 유전자 결손 복제 미니돼지 생산 ○유전자 결손 복제 미니돼지의 유전형 검증 ○유전자 결손 복제 미니돼지의 다낭신 표현형 검증 연구개발성과 ○인간 질환과 동일한 발현 양상을 보이는 질환모델 미니돼지의 생산과 검증 기술 확보. 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○기술개발 및 특허 출원 이후, 제약회사 등에 기술이전 및 실시권 이양. ○세계 질환 동물모델 시장규모는 2016년 11.1억 달러에서 2021년에는 15.9억 달러로 성장할 것으로 예측 (https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports). ○유전자 결손 질환모델 미니돼지의 가치는 마리당 약 5-10만 달러에 이를 것으로 예상되며 형질전환 마우스 산업의 발전에서 경험한 바와 같이, 다양한 질환에 대한 질환모델 미니돼지 돼지를 연구용 및 신약 개발에 있어서 전임상에 활용할 수 있도록 연구기관, 제약회사 등에 공급. ○질환모델 미니돼지의 생산 및 신약, 유전자치료의 효능 검증을 대행하는 신산업 창출. (출처: 요약문 2p)

• 연구책임자 : 심호섭
• 주관연구기관 : 단국대학교
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 유전성 신장질환;유전자편집;신장 오가노이드;체세포핵이식;형질전환 미니돼지; 2. genetic kidney disease;gene editing;kidney organoid;somatic cell nuclear transfer;transgenic minipig;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김광섭
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20221100
• Keyword : 1. 나노구조체;그래핀;태양 복사에너지;능동제어;전기차; 2. Nanostructure;Graphene;Solar Radiative Energy;Active Control;Electric Vehicle;

□ 연구개요 - 본 연구에서는 기존 digital tomosynthesis(DT) 기술의 단점을 극복할 수 있는 stationary-inverse geometry digital tomosynthesis(s-IGDT) 시스템 및 딥러닝 기반 저선량 영상화 기술 개발을 통해 초고속, 고정밀 영상유도 방사선 치료를 위한 기술을 제공할 수 있음. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 1차년도 - s-IGDT 시스템의 영상획득 속도, 영상화질 특성 분석 및 평가: 기존 DT 시스템 대비 영상획득 속도, 기하학적 구조에 따른 재구성 영상의 화질 특성 분석 및 평가 완료(달성도 : 100%) - s-IGDT 시스템의 방사선량 분포 특징 분석 및 평가: s-IGDT 시스템의 기하학적 구조 및 획득 투영상 수에 따른 흡수선량 분석 완료(달성도 : 100%) - s-IGDT 시스템의 영상획득 속도, 영상화질 및 방사선량 상호관계 모델 정립: 신뢰도 95%의 수학적 상호관계 모델 정립(달성도 : 100%) - s-IGDT 시스템의 기하학적 구조 최적화: 비제약적 비선형 최적화 방법을 이용하여 영상획득 시간 최대 92% 경감 가능한 기하학적 구조 결정(달성도 : 100%) 2. 2차년도 - 딥러닝 기반 truncation 복구 기술 개발 및 평가: Truncation artifact 90% 이상 제거 가능한 U-Net 및 GAN 기반 truncation 복구 기술 개발(달성도 : 100%) - GPU 가속 컴퓨팅을 통한 초고속 재구성 기술 개발 및 평가: GPU thread 및 병렬연산을 이용하여 재구성 시간 최대 8.98배 단축 가능한 기술 개발(달성도 : 100%) - 저선량 s-IGDT 영상화를 위한 딥러닝 기반 재구성 기술 개발 및 평가: Fully-connected layer 및 domain transformation 기술을 이용한 방사선량 30% 이상 경감 가능한 재구성 기술 개발(달성도 : 100%) 3. 3차년도 - 딥러닝 기반 초고해상도 s-IGDT 영상화 기술 개발 및 평가: Auto-encoder 결합을 통해 PSNR 최대 30.3%, MTF 최대 33% 향상 시킬 수 있는 영상화 기술 개발(달성도 : 100%) - 개발한 기술을 동시 적용한 s-IGDT 영상획득, DVH 최적화를 위한 딥러닝 기반 segmentation 기술 적용: SSIM 31.42% 향상된 s-IGDT 영상 획득, ResNet 기반 segmentation 기술 적용하여 목적 물질의 위치정보 획득(달성도 : 100%) - 초고속, 저선량 및 고화질 s-IGDT 영상화 기술을 이용한 영상유도 방사선 치료 정확도 평가 및 검증: 모의 방사선 치료 시 정상조직의 흡수선량 39% 감소(달성도 : 100%) □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - s-IGDT 시스템과 딥러닝 기반 영상화 기술 개발 및 융합을 통해 영상유도 방사선 치료의 정밀도를 향상시키고, 생물학적 부작용을 경감시킬 수 있는 방사선 치료 기술 개발이 가능함. - s-IGDT 시스템은 스캔 속도 및 재구성 시간을 극소화할 수 있기 때문에 폐, 심장과 같은 장기를 대상으로 실시간 4차원 영상유도를 위한 기술로 활용 가능함. - Intra-oral 촬영, 방사선 민감도가 높은 영·유아 촬영과 같이 작은 filed-of-view(FOV)를 필요로 하는 촬영 등에 활용하여 진단의 정확도를 향상시킬 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이승완
• 주관연구기관 : 건양대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 고정형 반전구조 디지털 토모신세시스;딥러닝;영상유도 방사선치료;초고속 영상화;저선량 영상화; 2. s-IGDT;Deep learning;IGRT;Ultra-fast imaging;Low-dose imaging;

□ 연구개요 - 방사선 근접치료 중 선원의 잘못된 체류위치는 환자 정상조직에 과다피폭 위험을 유발하기 때문에, quality assurance(QA)로써 선원의 위치 정확성을 검증해야함. - 하지만 이를 검증하기 위해 사용되는 ruler와 film은 점검자가 육안으로 눈금을 확인하기 때문에 정확도가 낮은 실정임. - 이에 본 연구에서는 광도전체 물질을 활용한 직접선량계를 바탕으로 방사선 근접 치료 중 선원 위치를 파악할 수 있는 디지털 선량계를 제작하고 정도관리에 사용 할 수 있는 디지털 자동 검출시스템을 개발하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 - 본 과제는 근접방사선의 선원 위치 정확성에 대한 정도관리를 위한 디지털 자동검출시스템 개발을 위한 연구로써, 본 과제는 제시된 목표에 따라 성실하게 수행한 결과, 연구 계획서에서 상정한 연구 목표 대비 목표 달성도 100% 이상의 연구 과제를 수행하였다고 판단됨. - 1차년도에서 선량계 제작에 사용될 후보 광도전체 물질들을 선정하고, 형태학정 분석과 simulation 분석을 통하여 TlBr 물질을 선량계 재료로 선정하였으며, 방사선에 대한 반응 특성을 평가하여 선량계 적용가능성을 제시하였음. - Ir-192 선원에 대한 TlBr 물질의 재현성, 선형성, PID 반응특성을 측정하고 평가기준에 적합한지 분석하였을 때, RSD 1.5% 이내의 재현성, R² 0.9990 이상의 선형성으로 평가되어 평가기준을 만족하였음. - 2차년도에서 line 선량계를 제작하고 신호수집 매커니즘을 확립하여 디지털 자동 검출시스템을 개발하고 활용 가능성을 제시하였음. - 선원 위치 및 체류시간에 대한 반응성 평가를 통하여 0.5 mm 이내의 정확성과 0.1 sec 이내의 Dwell time 일치성을 만족하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 제안 기술은 국외 의존도가 높은 방사선 치료분야에서 안전관리 기술의 자립화를 뛰어넘어 세계시장을 선도하기 위한 원천 기술을 확보할 수 있으며, 전 세계적으로 기술 성숙도가 낮은 근접방사선 치료의 QA 기술을 성장시킴으로써 방사선 치료의 품질을 높일 수 있음. - 고에너지 측정을 위한 기능성 소재 제조 기술, 신호 처리를 위한 다채널 H/W 기술 그리고 선량분포 정보를 분석하기 위한 S/W 기술의 집적기술로써 첨단화/전문화되는 계측분야에서 활용도가 매우 높을 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박성광
• 주관연구기관 : 인제대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 방사선근접치료;정도관리;체류위치;체류시간;방사선 검출기; 2. Brachytherapy;Quality assurance;Dwell-position;Dwell-time;radiation detector;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 한국표준과학연구원에서 차세대 정밀 측정 표준을 위해 연구해 온자기양자센서 (MMC) 저온검출기 시스템에 mK 영역의 양자 금속열 물성 특성을 갖는 전방위 4π 흡수체의 calorimetric 측청 기법을 결합하여 핵붕괴 관련 기본 데이터 측정을 위한 “방사선 표준기”를 EU 연구 기관과 공동으로 개발하고자 함 ◼ 전체 내용 o 낮은 방사능 에너지 영역에 특화된 자기양자센서 개발 - 에너지 분해능(E/ΔE) 2000 이상, 20 eV~100 keV 영역 특화된 MMC센서 설계 - MMC 구성 요소들을 저에너지 방사선 검출기 설계 값에 맞게 기존 및 새로 개발될 기술을 이용 개발: 저 자기 이온 농도의 Ag(Au):168Er 센서 물질 합성, 낮은 인덕턴스 및 높은 임계 전류를 갖는 Nb 초전도 meander, 정전기에 강한 금속 박막 heater, 균일한 SiOx 부도체 박막, 전기 증착 법 활용 금속 열화 층, 에너지 교정 용 펄스 열에너지 생성 소자 - MMC 구성 요소 집적화를 위한 팹 공정 연구: 50 개 자기양자센서 칩을 포함한 3 인치 마스크 15 장 이상 포함된 포토 리소그래피 공정, 각 공정 후 소자 요소 특성 평가 - 제작된 MMC 특성 평가: 액체 헬륨 4 K에서 소자 각각 부분의 열 및 전기적인 평가, 표준 에너지 source을 통한 검출기 노이즈 특성 및 에너지 분해능 평가 o 절대 방사능 및 핵붕괴 고유 에너지 측정을 위한 calorimetric 검출 기법 연구 - 방사능 원자 붕괴 때 발생 전체 에너지(Q) 및 event을 잃지 않는 측정을 위해 방사능 시료를 금속 포일로 전 방위로 쌓아 Q를 열로 전환하는 전방위 4π 흡수체: 나노 기공 및 구조체 표면을 갖는 Au 포일 제작, Au 포일의 열적인 결합 및 mK 영역 열전달 현상 연구, 모든 방사선 입자 흡수와 최소 열용량의 상반 관계 최적화 시뮬레이션 o 방사선 표준기 성능 평가 및 상호 인증 - 검출기 성능 평가: 표준 선원 스펙트럼 측정을 통한 기존 데이터 및 계산들과 비교를 통해 방사선 검출기로써 성능 평가 - EU 표준 기관과 검출기의 측정 불확도를 산출하여 주요 베터 붕괴 핵종 데이터를 BIPM 핵 데이터에 등록함으로써 방사능 표준기확립 ◼ 1년차 ㅇ 목표 : 검출기 설계 및 요소 기술 개발 ㅇ 내용 : - 전사 묘사 결과를 기반으로 저 에너지 방사능 측정용 MMC 설계 - 유도 가열 및 아크 방전을 결합한 방식으로 Ag:Er 센서 물질 합성 및 개발 - 센서를 mK 영역에서 수 eV 에너지 정확도로 교정하기 위해 열발생 용 정밀 저항 및 펄스 전류 개발 및 분석 ◼ 2년차 ㅇ 목표 : 센서 제작 및 검출기 흡수체 제작 ㅇ 내용 : - 전산 묘사 결과를 기반으로 설계된 MMC 주요 요소들의 3 인치 웨이퍼 공정 개발 - 흡수체 용 μm 두께 박막 제작 용 도금 장치 제작 - Ag:Er 센서 부분에 흡수체 도금을 위한 공정 연구 ◼ 3년차 ㅇ 목표 : 검출기 성능 평가 및 방사능 표준기 검증 ㅇ 내용 : - 알파 선원을 이용 Ag:Er 기반으로 제작된 MMC 신호의 시간 함수 및 에너지 분해능 측정 - 표준 방사능 시료를 이용 방사능 데이터를 측정하고 측정 불확도를 산정하고 공동 연구자들과 데이터 상호 비교 □ 연구개발성과 - Metallic magnetic calorimeter(MMC) 저온검출기의 기존 센서 물질 Au:Er를 대체는 Ag:Er 합금 합성 방법을 개발하였다. 합성 된 Ag:Er는 산소 오염이 극미한 순수한 합금이며, 기존의 Au와 다르게 Ag 핵이 전기사중극자를 갖지 않는 관계로 mK 온도 영역에서 자기열물성이 저온검출기에 더 적합하다. Ag:Er 합금은 아직 상용화되어 있지 않으며, MMC 공정 제작에서 훨씬 경제적이다. - MMC chip 제작 12 단계 공정에서 나타나는 문제들을 대부분을 해결하여 수율을 95 % 근처 도달하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 절대 방사능 측정 및 핵 붕괴 기본 데이터 획득 등 방사능 측정 표준 업무에 활용 - MMC 저온 검출기와 4π 흡수체를 결합한 핵 Q-분광법을 환경 방사능 측정 활용 - 약력(weak force) 관련된 베타 붕괴 측정 등 기초 과학 측정 방법 제공 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이민규
• 주관연구기관 : 한국표준과학연구원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 저온검출기;자기양자센서;전방위 4π 흡수체;방사선표준;팹 공정; 2. Low temperature detector;Metallic magnetic calorimeter;4π absorber;radionuclide metrology;fab process;