4. 연구결과 (1) 환경 문제종(대발생종) 목록 및 기초정보 구축(40종) - 각 종별 분류학적 정보, 연간 발생 횟수, 유충활동시기, 성충활동시기, 기주식물, 피해상황, 분포, 물리적·화학적·생물학적 방제법 등 데이터베이스 구축 - 시민참여 프로그램을 통해 294명(‘대발생 곤충 종 시민모니터링’ 미션 참여자 및 기본 네이처링 회원)이 참여하여 대벌레, 미국흰불나방, 미국선녀벌레, 매미나방, 청딱지개미반날개 등 대발생 곤충 5종 등을 대상으로 발생 및 분포현황 구축 (2) 대발생종 4종과 근연군의 분류, 생태학적 특성 정보 확보 및 종판별 매뉴얼 작성(4건) - 대상종 4종(섬점등에모기, 숲아기깔따구, 독나방, 붉은등우단털파리)의 형태 정보, 분포 정보 등을 포함한 분류학적 정리 및 종판별 매뉴얼 3건 구축 - 종별 생태적 종정보(먹이습성, 생활사 등), 침입 정보(원산지, 침입 양상 등), 천적 정보 등 확보(4건) (3) 대발생종 4종 대상 유전자 마커 개발 - (섬점등에모기) 총 138,469개의 초위성체 좌위에서 20개 마커 개발 - (숲아기깔따구) 총 73,108개의 초위성체 좌위에서 20개 마커 개발 - (독나방) 총 182,973개의 초위성체 좌위에서 15개 마커 개발 - (붉은등우단털파리) 총 499,418개의 초위성체 좌위에서 25개 마커 개발 (4) 대발생종 4종 대상 유전적 다양성 특성 분석 연구 - (왕우렁이) 국내 총 6개 개체군에서 COI 유전자의 유전적 다양성 및 단상형 네트워크(haplotype network), 초위성체 기반 유전적 다양성과 집단유전학 구조를 종합적으로 분석한 결과, 각 개체군의 유전적 다양성은 비교적 낮은 편이며, 대부분의 개체군 사이의 유전적 분화도가 낮고, 유전적 흐름(gene flow)이 있는 하나의 유전적 그룹으로 보임. 이는 왕우렁이 자연개체군이 농장 등에서 대량 증식 후 방사하는 방식을 통해 형성되었기 때문으로 사료됨 - (청딱지개미반날개) 국내 총 8개 개체군에서 COI 유전자의 유전적 다양성 및 단상형 네트워크(haplotype network), 초위성체 기반 유전적 다양성과 집단유전학 구조를 종합적으로 분석한 결과, 국내 청딱지개미반날개의 개체군은 유전적 다양성이 높고, 개체수가 풍부한 것으로 보이며, 개체군 간의 유전적 분화도가 낮고 유전적 흐름(gene flow)이 존재하는 것으로 보임. 국내개체군은 하나의 유전적 집단으로, 국내개체군의 특성을 이해하기 위한 국외개체군을 포함한 계통학적 연구가 필요함 - (독나방) 지역별, 기주식물별 유전적 차이가 나타났으며, 같은 지역내에서도 기주식물에 의해 2-3개의 단상형 분리가 나타남. 기주식물에 의한 기주 특이적분화는 확실하지 않으므로 메타집단 현상에 대한 검증이 필요함 - (붉은등우단털파리) SNP 기반 주성분분석 결과, 한국, 일본, 대만 개체군 분석 결과 각 집단별 분화 정도가 높은 편이며, 뚜렷하게 구분됨. 국내 집단의 유전적 다양성이 낮아 소수의 유입 후 빠르게 확산하여 대발생된 양상을 보임. (5) 대발생 원인 분석 연구 가. 대벌레(Ramulus mikado) ❍ 온도가 월동 알의 부화율에 미치는 영향 조사 - 2022년 9~10월에 고도 70~600m 구간에 설치한 알 부화 모니터링용 트랩을 월동 후 2023년 4~5월 동안 알의 부화율을 조사한 결과, 고도의 증가에 따라 알부화율은 감소하는 경향이었음 ❍ 강우 시 곤충병원성 미생물에 의한 약충과 성충 사망률 조사 - 청계산 개체군 밀도의 감소로 금암산을 추가 조사한 결과 녹강균에 의해 7~8월에 포획한 개체군의 사망률이 급격히 증가함 ❍ 대벌레 성충의 암수 비율 조사 - 일본 사례(암:수=723:1)에 비해 청계산(138:1)과 금암산(266:1)이 더 높게 나타남 ❍ 대벌레 지역별 유전적 변이분석을 위한 유전자 탐색 - 총 260개체의 시퀀스를 확보하였고 Haplotype distribution analysis 결과 청계산 개체군의 종다양성이 매우 높게 나타났으며, 청계산 개체군은 인근 수리산과 금암산 개체군 형성에 영향을 미친 것으로 유추할 수 있음 ❍ 조사구별 식생 조사 - 대발생 지역 내 식생은 주로 아까시나무가 우점하였으며, 대벌레가 중간 밀도를 보인 지점은 금암산 내 소나무와 신갈나무 우점 지역과 봉산 내 신갈나무와 아까시나무 우점지역이며, 대벌레가 낮은 밀도인 지점은 금암산 내 밤나무 우점 지역과 봉산 내 느티나무와 아까시나무의 우점 지역이었음 - 대발생 지역의 수목 다양성은 낮은 경향을 보임 ❍ 주요 먹이식물의 탄소:질소 비율 조사 - 2022년 대비 2023년의 대벌레 밀도는 급격히 감소함 - 아까시나무의 질소 함량이 가장 높고, 신갈나무와 잔털벚나무의 함량 비율은 유사함 나. 독나방(Artaxa subflava) ❍ 독나방 발생의 기후 영향 조사 - 23년 독나방 조사 결과 총 16지역에서 독나방이 채집되었으며 이 중에서 경기 북부와 강원도 영서지방(최저온도)에서는 발견되지 않음 ❍ 독나방의 기주식물 특이적 요인으로 인한 분포 양상 조사 - 독나방 발생지역 중 약 85%가 참나무류 군락이나 주변에 독나방 유충이 발생함 ❍ 독나방 집단의 거리, 기주에 따른 차이 및 공간적-유전적 관계 분석 - 독나방 대발생의 집단 유전학적 요인 분석을 위해 16개 집단의 주좌표분석(PCoA) 결과 기주식물별로 집단이 분포하는 양상을 보였으며, 집단별 지리적·유전적 거리 간 유의미한 상관관계를 나타냄 다. 붉은등우단털파리(Plecia longiforceps) ❍ 붉은등우단털파리의 생활사 특성 - 붉은등우단털파리의 알, 유충, 번데기의 형태와 습성을 세계 최초로 발견하고 기록 ❍ 서식지의 환경 조건 조사 - 인천, 고양에서 6월 중순(토양 온도 17.5~19.0℃)에 성충 출현 - 실내 사육을 통해 온도가 높을수록 번데기 우화 기간이 짧아지는 경향성을 확인 ❍ 붉은등우단털파리의 표준 유전체 제작 및 유전 특성 확인 - 유충, 번데기, 암컷 성충, 수컷 성충 각각의 RNA-sequencing 데이터를 확보하여 complete BUSCO score > 80%의 완성도 높은 전사체(transcriptome)를 조립함 - 집단별 유전체 데이터 및 근연종 털파리류 유전체 데이터와 비교 분석을 진행하여, 대발생 및 서식지 확장과 관련된 유전적 변이를 조사할 예정임 (6) 대발생종의 생활사 연구 ❍ 노랑털깔따구(Chironomus flaviplumus)의 실내 안정화 - 2022년 4월부터 곤충사육실에서 사육중이며, 현재 11세대 진행중 - 안정적인 계대사육을 위해 알, 유충, 번데기, 성충의 사육공간을 분리하여 사육중임. 현재 5,000개체 이상 보유 중 - 항온조건(25℃, 16L:8D)에서 개체별 발육일 조사 결과 수컷은 49.0±2.9일, 암컷은 64.7±1.5일로 조사됨 - 또한 수컷의 영기별 발육일은 7.1±1.6일(1령), 10.0±1.5일(2령), 10.4±1.9일(3령), 20.4±1.7일(4령), 1.0±0.0일(번데기)이고, 암컷의 령기별 발육일은 8.3±1.5일(1령), 12.3±2.1일(2령), 21.0±8.5일(3령), 21.7±9.3일(4령), 1.3±0.6일(번데기)임 (출처 : 요약문 7p)

• 연구책임자 : 박선재
• 주관연구기관 : 국립생물자원관
• 발행년도 : 20231200
• Keyword :

○ 방사선의학 DB 콘텐츠 개발의 일환으로 건강보험심사평가원 보건의료 빅데이터를 이용한 방사선의학 임상현황 분석을 진행함 ○ 최근 사회문제 해결, 국민편익 증대, 삶의 질 제고 측면에서 방사선의생명 기술의 중요성이 부각됨에 따라 한국원자력학회에서 별도로 난치암 극복을 위한 방사선의생명 기술의 미래발전을 위해 워크숍을 유튜브 라이브중계로 개최함 ○ 방사선의학 웹진을 월간(12회)으로 발행하고 컨텐츠 및 분과별 전문가네트워크를 강화하였으며, 인터뷰, 논문리뷰 등 독자 참여 향상을 위한 방안을 지속 추진함 ○ 새로운 감염병으로 인한 혼란 상황에서 더욱 강조된 공공의료의 중요성을 인식, 국가 재난 (감염병, 코로나19) 상황에서 비상체계 운영 과정을 기록하고 기관의 국가 인류애적 역할 수행과 공익적 성과에 대한 기록으로 의학원 코로나19 백서 발간 ○ 국내 방사선의학기술의 자생적 생태계를 육성하기 위해 의료용 방사선기술 융복합 클러스터 활성화 방안 연구용역 사업을 수탁․수행함 ○ 바이오·보건의료 분야를 중심으로 산학연 R&D 공동연구 및 의료 협력을 지원하였으며, 의약품 및 치료연구 개발전략을 모색함 ○ 국제원자력기구(IAEA) 아･태지역 대상 핵의학･방사성의약품 분야 수행, 소분할 방사선치료기술 분야 수행함. 방사선종양학 전문가 역량강화 사업, 완화 방사선치료 사업, 의학물리 전문가 교육훈련 사업 한국 대표단으로 참여하고 있음. IAEA BNCT 기술회의, Tc-99m 키트화 및 방사성의약품 자문회의, 핵/방사능비상 훈련과정 참여로 IAEA 구성원의 일원으로서 수행. 제 66차 IAEA 정기총회 참석 및 과학포럼 암 환자 의료적 관리에서의 방사선기술 역할세션 발표와 IAEA 협력부서(PACT국, 보건국, 물리화학국)와의 간담회로 향후 교류계획 수립 ○ KOFIH(한국국제보건의료재단) 이종욱펠로우십 프로그램 임상과정(몽골) 위탁사업 채택으로 총 1명의 몽골제2국립병원 국립진단치료센터 핵의학과 전문의 초청연수과정을 수행 및 과업 달성하였으며, 몽골 최초 IAEA 국제 방사성의약품 세미나를 개최, 몽골 18F-FDG 자체생산 및 유통판매로 몽골 방사성의약품 품질에 대한 기술고도화를 입증함 ○ 한국원자력의학원과 아르헨티나 국가원자력위원회(CNEA)와의 국제공동연구 협약(‘19.8.20)에 따라 한국-아르헨티나 가속기 기반 방사선 암 치료용 정전형 가속기 핵심 기술개발 국제공동연구 수행지원 ○ 한-몽의 포괄적인 연구협약을 통해 방사선 의생명기술의 다국적 임상시험체계 수립을 위해 한국원자력의학원-몽골제1국립병원, 한국원자력의학원-몽골제2국립병원 MOU 체결 (출처 : 보고서 초록 4p)

• 연구책임자 : 김정영
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 방사선의학;정책;정보분석;빅데이터;데이터베이스;성과분석;방사선의학 정보시스템;정책개발; 2. Radiation Medicine;Policy;Information Analysis;Big Data;Database;Performance Analysis;Radiation Medicine Information System;Radiation Medicine Policy Development;

연구개요 종양역전은 암세포가 정상세포와 유사한 상태로 바뀌는 현상임. 따라서 종양역전을 이해할 수 있다면, 이를 이용한 새로운 암 치료법의 개발이 가능함. 종양역전을 이해하기 위한 기존의 연구들은 ‘Tctp 단백질이 세포질에서 p53과 함께하는 역할’에 집중되어 있음. 본 과제는 ‘Tctp 단백질이 세포핵에서 p53 없이 하는 역할을 연구’하여. 종양역전을 이해하는 시각을 넓히고자 함. 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 3년으로 단축된 연구 기간에 맞춰, 4가지 세부 연구목표의 범위를 축소 조정함. 3년간 총 6편의 연구논문을 발표하여, 아래와 같은 새로운 결과들을 발견함. IF 13 이상의 논문 1편과 FWCI 2.54의 논문 1편 등의 우수한 연구 결과를 도출함 제1세부 목표(Tctp와 결합하는 세포핵 단백질 발굴)의 결과 ① Tctp가 Ing5/Enok과 결합하여 종양역전을 조절함(PNAS, 2023년) ② HDAC2가 Smad3와 결합하여, 종양세포의 기능을 감소시킴(Mol Cells, 2021년) 제2세부 목표의 결과 ① Ing5/Enok의 영향을 받는 전사체 분석 ② Ing5/Enok이 결합하는 프로모터 전사체 분석 제3세부 목표의 결과 ① Tctp단백질이 세포접착단백질 안정화를 조절(PloS Genetics, 2020년) 제4세부 목표의 결과 ① Daphnodorin C와 Longifolioside A가 암세포 기능을 약화시키는 기전 규명 (Phytomedicine, 2022년; Cytokine, 2020년) 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구는 Tctp와 결합하는 세포핵 단백질을 찾고, 이들이 종양역전 현상을 조절하는 과정을 밝히는 것으로, 기존에 시도된 바 없는 새로운 연구임. 세포핵에서 Tctp와 결합하는 단백질에 대한 정보는 매우 제한적이기 때문에, 본 연구의 결과는 종양역전을 이해하는데 필요한 중요한 실마리를 제공할 것임. 더 나아가, 본 연구를 통해 밝혀지는 새로운 연구결과들은 종양역전을 응용한 비파괴적/비침습적 암치료 수단의 개발에 활용될 수 있을 것임 또한, Tctp 기능조절 약물 후보들은 추후 비침습적 암 치료제로 사용될 가능성이 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 홍성태
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 종양역전;세포핵;Tctp 단백질;암형성;히스톤아세틸화; 2. Tumor reversion;Cell nucleus;Tctp protein;Tumorigenesis;Histone acetylation;

□ 연구개요 본 연구의 목표는 한국인 피부 편평세포암의 유전체 연구와 항산화제인 라말린 유도체로 피부 편평 세포암의 새로운 치료제의 개발하는 데 있다. 현재 국내에서는 피부암에 대한 연구가 거의 이루어지지 않고 있다. 반면 피부암 유병율이 높은 미국과 유럽 나라에서는 피부암에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 현재 피부암의 치료는 수술적 치료가 대부분이며, 수술적 치료를 할 수 없는 경우나 다발성 병변의 경우 사용할수 있는 다른 치료제가 없다 특히 전암병변의 경우, 다수의 피부암을 가진 경우, 크기 가너무 커서 바로 수술이 어려운 경우 새로운 치료제를 통해 수술 범위를 줄이고 조기에 피부암을 효과적으로 치료할 새로운 치료법 개발이 필요하다. 본 연구에서 한국인 피부암 검체를 이용해 피부 편평세포암의 유전자 변이를 조사하였다. 이 결과 regulation of mitotic cell cycle and nuclear division, morphogenesis of an epithelium, cell-cell adhesion via plasma-membrane adhesion molecules pathway에서 의미있는 변이들을 확인하였고, 각각의 기전에 유의미한 유전자 변이들을 분석하였다. 피부암을 치료하는 새로운 후보 물질로 라말린 유도체를 처리한 결과 편평세포암의 증식이 억제되었고, 반면 정상각질세포는 억제하지 않음을 확인하였다. 이 물질의 안전성을 확인하였으며 피부 편평세포암의 apoptosis 세포 사멸은 증가시키고, cell cycle arrest를 증가시키고, cell adhesion 세포 부착에 변화를 주었며, NF-kB pathway를 억제시킴을 확인하였다. 또한, 피부 편평세포암 마우스 모델을 이용하여 라말린 유도체가 피부편평세포암의 증식을 억제하고, 세포사멸을 증가시킴을 확인하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구자는 1차, 2차, 3차년도에 각각 계획한 in vitro, in vivo, gene study를 모두 목표한대로 진행하고 결과를 얻었다. 현재 연구결과는 논문에 투고하였고 리뷰에 대한 revision 중이며, 특허신청 과정 중에 있다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 한국인 피부 편평세포암의 유전체 연구 결과를 얻을 수 있으며 발생 기전을 이해하고 새로운 결과를 얻을 수 있었다. 피부편평세포암의 새로운 치료제로 라말린 유도체를 실험하였고, 치료효과와 안전성을 확인함으로서 새로운 치료제의 개발을 기대할 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 변지원
• 주관연구기관 : 인하대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 피부 편평세포암;항산화제;차세대 염기서열분석; 2. Cutaneous squamous cell carcinoma;Antioxidant;Next generation sequencing;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 신동식
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 수중 레이저 가공;레이저 유도 붕괴 분광 분석;수중 레이저 절단 헤드;레이 저 광학 모듈;레이저 제염; 2. underwater laser processing;under water laser cutting head;laser induced breakdown spectroscopy;laser optical module;laser decontamination;

□ 연구개요 염증 사이토카인을 관절 강에 주입하여 골관절염 유발 후, nuclear factor kappa B (NF-κB) 억제제 국소 전달하여 골관절염 치료 및 치료과정 모니터링이 가능한 나노 조절제 개발하고자함 □ 연구 목표대비 연구결과 1차년도 ○ 진단/치료 모니터링 나노조절제 개발 및 분석 - TEM 및 DLS 이용하여 형태학관찰 및 나노조절제 사이즈 확인 - 나노조절제 표면개질 전/후 화학적 특성 ATR 이용하여 확인 ○ 염증 사이토카인 유도 골관절염 동물모델 제작 및 분석 - 염증 사이토카인(IL-6 및 TNF-α)를 쥐 관절강 주입하여 골관절염 유도함 - 대조군: ACL 유도 골관절염 사용함 ◎ 육안관찰 및 방사선적 관찰 : 고농도 염증 사이토카인 주입군에서 골관절염 유도확인함 2차년도 ○ 진단/치료 모니터링 나노조절제 제조 및 분석 ◎ 형태학적 관찰 및 입자분포도: ◎ 이카린 In vitro 방출 거동 확인. ◎ In vitro 안전성 평가: 세포독성 평가를 통해 확인함 - 연골세포를 이용하여 항염증효과 확인 ○ 염증 사이토카인 유도 골관절염 동물모델 제작 3차년도 ○ 나노다이아몬드 기반 NO 센서 제작 및 분석 ◎ 형태학적 관찰 및 입자분석. - 연골세포를 이용하여 NO 센서 효능 확인 - 골관절염 동물모델 이용하여 나노다이아몬드 기반 NO 센서 안전성/유효성 평가 ◎ In vivo imaging: 다빈치 이용하여 나노다이아몬드 NO 센서 효능 확인. - 골관절염 동물모델 이용하여 나노조절제 효능 평가 ◎ 통증확인, 조직학적 염색 및 염증억제확인. 4차년도 ○ NF-κB 억제제 (butein) 탑재 나노다이아몬드 제작하여 골관절염 치료제 개발 ◎ 형태학적 관찰. - 대식세포를 이용하여 염증 억제능 확인 - 골관절염 동물모델 에서 부테인 탑재 나노다이아몬드 효능확인 ◎ 통증확인, 조직학적 염색 및 염증억제확인. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 개발된 진단/치료 나노조절제는 골관절염 진단과 동시에 치료 수행할 수 있는 것으로 환자에게 골관절염 몇 기인지 바로 알려줄 수 있고 치료병행하면서 골관절염 억제 검증할 수 있음. ○ 골관절염 유발은 대부분 NF-κB 신호전달체 의해 유발됨에 따라 근원을 막을 수 있는 새로운 치료방법을 제시함. ○ 나노조절제를 이용하여 골관절염 치료제는 나노조절제로부터 약물이 장기적 방출로 관절강 내에서 효과를 극대화 할 수 있는 치료방법을 보일 수 있음. ○ 골관절염 개발된 나노조절제는 골관절염 치료뿐만 아니라 근골격계 질환 환자들에게 확장 시킬 수 있을 것으로 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김학준
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 나노다이아몬드;일산화탄소;이카린;부테인;골관절염; 2. Nanodiamonds;Nitric Oxide;Icariin;Butein;Osteoarthritis;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 ○ 전 세계적으로 연간 700만 명을 조기 사망에 이르게 하는 미세먼지는 분석 및 저감 방안 정립이 시급한 상태로서, 물질 분석 및 개질에 효과적인 방사선기술을 이용하여 - 미세먼지 오염원을 중성자 방사화 분석 기술로 정확하게 평가하고, - 전자선으로 미세먼지 원인물질을 저감시키는 기술의 개발 전체 내용 [1세부] 1. 전자선 기반 미세먼지 저감 요소기술 개발 2. 전자선 기반 미세먼지 응축 전환 기술 개발 3. 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 개발 및 현장 적용성 평가 [2세부] 1. 미세먼지 성분 분석 정밀도 향상 2. 국내 대도시 미세먼지 모니터링 연구 3. 방사선 정보를 이용한 시간별 대기 미세먼지 영향 모델링 1단계 목표 [1세부] ○ 1차년도: 전자선 기반 질소/황산화물 처리기술 타당성 확보 ○ 2차년도: 전자선 기반 2차생성 미세먼지 응축전환 기술 개발 [2세부] ○ 1차년도 : 서울, 대전 측정소 구축 ○ 2차년도(단계) : 포집 기술 개발 및 분석 기술 정립 내용 [1세부] ○ 1차년도: 전자선 기반 질소/황산화물 처리기술 타당성 확보 - 질소/황산화물 분석 시스템 구축 - 전자선 기반 질소/황산화물 처리 시스템 요소기술 개발 - 첨가제 종류에 따른 질소/황산화물 제어특성 연구 ○ 2차년도: 전자선 기반 2차생성 미세먼지 응축전환 기술 개발 - 응축성 미세먼지 분석 시스템 구축 - 전자선 기반 응축성 미세먼지 전환 시스템 설계 및 구축(Bench scale) - 전자선 기반 응축성 미세먼지 전환 요소기술 개발 - 전자선 기반 응축성 미세먼지 전환 메커니즘 규명 [2세부] ○ 1차년도 : 서울, 대전 측정소 구축 - 방사화 분석을 통한 환경시료 분석 및 평가 - 미세먼지 측정소 설계 및 구축 - 대기 환경 샘플 확보 - 미세먼지 모니터링을 위한 방사선 정보 수집 및 분석 ○ 2차년도(단계) : 포집 기술 개발 및 분석 기술 정립 - 미세먼지 매트릭스 확립 및 방사화 분석 정밀도 측정 - 측정소 운영을 통한 미세먼지 포집 및 분석 - 오염원별 미세먼지 샘플 확보 및 분석 - 대기 방사선정보와 미세먼지의 상관관계 분석 2단계 목표 [1세부] ○ 3차년도: 전자선 기반 미세먼지 제어 시스템 개발 ○ 4차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 최적화 ○ 5차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감기술 현장 적용성 연구 [2세부] ○ 3차년도: 미세먼지 내 방사성 물질 이용 추적 기술 개발 ○ 4차년도: 중국발 미세먼지 오염원 추적 ○ 5차년도: 환경부 교차 분석 완료, 중국발 미세먼지 평가 내용 [1세부] ○ 3차년도: 전자선 기반 미세먼지 제어 시스템 개발 - 응축성 미세먼지 저감효율 개선 - 응축성 미세먼지 집진기술 최적화 - Semi pilot-scale 미세먼지 저감 시스템 구축 - 전환 응축성 미세먼지 입자특성 규명 연구 ○ 4차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 최적화 - 다양한 운전인자에 따른 미세먼지 처리효율 데이터 확보 및 주요 인자 도출 - Pilot scale 질소/황산화물 발생 시스템 구축 및 전자선 반응기 설계 - 현장처리용 시작품 제작 및 최적 전자선 운전변수 확보 ○ 5차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감기술 현장 적용성 연구 - 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 기술 타당성 및 경제성 평가 - 시스템 운전 최적화 및 성능 고도화를 통한 현장 적용성 평가 - 장기운전을 통한 시스템 신뢰성 및 데이터 베이스 확보 - 전자선 기반 미세먼지 저감용 전처리 필터 개발 및 현장 실증 평가 [2세부] ○ 3차년도: 미세먼지 내 방사성 물질 이용 추적 기술 개발 - 타 분석 기법 간 정밀도 평가 및 검출하한 향상 - 기상 조건 별 미세먼지 성분 분석 - 미세먼지 내 방사성 핵종 분석 - 대기상태에 따른 방사선량 기반 미세먼지 영향 모델링 ○ 4차년도: 중국발 미세먼지 오염원 추적 - 방사성 핵종 기반 오염원 평가 방법 개발 - 방사선 정보를 이용한 계절별 대기 미세먼지 영향 모델링 ○ 5차년도: 환경부 교차 분석 완료, 중국발 미세먼지 평가 - 제주도 미세먼지 동향 분석 - 제주도 미세먼지 시료 내 단반감기 핵종 분석 - 원자력 연구원 내 XRF 와 iNAA 시료 분석 비교 - 국립환경원 시료 비교 분석 연구개발성과 ○ 전체 연구개발기간 목표: 국내외 논문 게재 22건/학술 발표 30건/특허 출원 10건/특허 등록 6건/기술이전 1건/기술인증 1건/인력양성 7명 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 (1) 과학·기술적 측면 ○ 방사능을 미세먼지 분석의 새로운 마커로서 활용하여 새로운 데이터 산출 ○ 지속적인 연구 및 이종기술 융합을 통한 온실가스 배출 저감 및 온실가스 배출권 거래 우위 선점 (2) 경제·산업적 측면 ○ 기존 방사능 측정 시설을 미세먼지 측정소로 활용 가능케 하는 기술로 실시간 미세먼지 측정소 170개소 및 미세먼지 성분 분석 측정소 15개소 확장 효과 ※ 성분 분석 측정소 구축비용만 약 150 억원 이상 절감 ○ 기존 탈질(SCR) 및 탈황(FGD) 설비 대비 초기 시설투자비 40% 및 운전관리비 40% 절감 예상 ○ 중국 및 신흥경제국가의 방사선융합기술 시장 선점 ○ 기존 탈질설비의 SCR 촉매 등의 수입대체 효과 (3) 사회적 측면 ○ 미세먼지를 비롯한 대기오염물질 처리 신기술 개발을 통한 대국민의 건강 증진 기여 및 안전문제 해결 ○ 미세먼지와 방사능의 상관관계를 바탕으로 미세먼지 분류 정보를 실시간으로 국민들에게 제공하여 과도한 불안감 해소 유도 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김태훈
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 미세먼지;방사화 분석;미세먼지 오염원;전자선;질소산화물; 2. particulate matter;activation analysis;PM emission source;electron beam;Nitrogen oxides;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 중수로 원전 안전현안의 계통 안전성 확인을 위한 평가기술 개발 및 계통열수력 사고해석을 위한 규제검증인프라의 고도화 ◼ 전체 내용 ○ 중수로 원전 주요 안전현안 분석 및 평가기술 개발 ○ 중수로 계통열수력 사고해석 규제검증인프라 강화 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 중수로 원전 열수력 안전현안 분석 및 평가기술 개발(전원상실사고시 중수로 계통 내 자연순환냉각 성능 분석) ○ 중수로 계통열수력분야 사고해석을 위한 규제검증코드(MARS-KS)의 검증평가 기반 강화 ❏ 내용 ○ 중수로 원전 열수력 안전현안 분석 및 평가기술 개발 - 중수로 원전 열수력 주요 현안의 기술정보 파악 - 중수로 현안의 열수력 상세분석을 위한 규제검증코드(MARS-KS) 기반 마련 - 중수로 현안의 안전성 평가 기술 개발 ○ 중수로 계통열수력분야 사고해석을 위한 규제검증코드(MARS-KS)의 검증평가 기반 강화 - 중수로 종합효과실험 설비 및 주요 실증실험 일반 이해 - 중수로 종합효과 실증실험 검증계산을 위한 규제검증코드(MARS-KS) 기반 마련 - 중수로 사고해석 적용유효성 유지 확인을 위한 규제검증코드(MARS-KS) 검증평가 기반 강화 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 중수로 원전 주요 안전현안 안전성 확인을 위한 규제검증평가기술 개발 (증기발생기 전열관 다중파단사고시 중수로 계통 안전성 확인 분석) ○ 중수로 계통열수력분야 사고해석을 위한 TRACE 코드를 활용한 규제검증 기반 마련 ❏ 내용 ○ 중수로 원전 주요 안전현안 안전성 확인을 위한 규제검증평가기술 개발 - 중수로 원전 현안의 이해도 제고 및 상세분석을 위한 규제검증코드(MARS-KS) 기반 마련 - 중수로 현안의 계통 안전성 확인을 위한 평가기술 개발 ○ 중수로 계통열수력분야 사고해석을 위한 TRACE 코드를 활용한 규제검증 기반 마련 - 중수로 종합효과 실증실험 검증계산을 위한 TRACE 코드 기반 마련 - 중수로 사고해석 시 규제검증코드 개선사항 확인을 위한 TRACE 코드 활용기반 마련 □ 연구개발성과 [중수로 원전 주요 안전현안 분석 및 평가기술 개발] • 가동 원전의 열수력 현안과 관련한 국내·외 워크숍/학술대회의 연구현황 파악, 기술자료 수집/조사, 전문가 자문/검토 등을 통한 기술현황 분석 - 1단계: 전원상실사고시 중수로 계통 내 자연순환냉각 성능 분석 - 2단계: 증기발생기 전열관 다중파단사고시 중수로 계통 안전성 확인 분석 • 중수로 원전 현안의 상세분석을 위해 규제검증코드(MARS-KS)를 활용하여 원전 열수력 해석모델을 개발하고 사용자의 수정/개선 용이성을 위한 해석모델 정비 • 중수로 현안이 원전의 안전기능 유지 및 주요 열수력 인자의 거동에 미치는 영향 분석 등 계통 안전성 확인을 위한 규제검증계산 및 주요 열수력 인자에 대한 민감도 분석 • 정량적 성과: NSTAR 6건, 연구논문게재/발표 4건/11건 [중수로 계통열수력 사고해석 규제검증인프라 강화] • 문헌조사 및 정보교류 등을 통한 중수로 관련 종합효과 실증실험 설비의 사양, 구성 등 일반과 주요 사고 시나리오 모의를 위한 실증실험 결과 분석 • 중수로 종합효과 실험설비(RD-14M)에서 수행된 실증실험에 대한 검증계산을 위해 MARS-KS와 TRACE 코드를 활용한 해석모델 개발 및 예비해석을 통한 모델 정비 • MARS-KS, TRACE 코드 계산결과와 RD-14M LOCA 실증실험 결과의 비교 분석 및 주요 변수 계산결과의 코드 버전별 DB 관리 • 중수로 사고해석 적용유효성 확인을 위한 MARS-KS 코드 검증평가 기반과 중수로 사고해석 개선사항 확인을 위한 TRACE 코드의 활용기반 마련 • 정량적 성과: NSTAR 5건, 연구논문게재/발표 3건/9건, 기술보고서 1건 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 중수로 주요 현안의 기술현황 분석 및 안전성 확인을 위한 평가기술은 중수로 원전 규제활동 역량 제고 및 향후 인허가 관련 안전규제활동에서 독립적인 규제검증도구 및 기술적 근거로 활용 ○ 중수로 주요 종합효과 실증실험에 대한 MARS-KS와 TRACE 코드의 해석모델 개발 및 검증계산을 통해 규제검증코드의 중수로 사고해석 적용유효성 유지 확인 및 사고해석에 필요한 개선사항 확인에 활용 ☞ 대내·외적 환경변화를 고려한 중수로 원전 안전관련 사안의 안전성 확인을 통한 규제기술력 강화 및 중수로 원전 계통열수력분야 사고해석 인프라 강화 등을 통한 규제기술력 고도화 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 유선오
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 중수로;안전현안;계통열수력;규제검증코드; 2. PHWR;Safety Issues;Thermal Hydraulics;MARS-KS;TRACE;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 RPC5 유전자 매개 방사선 저항성 매커니즘 규병을 통한 새로운 암 치료법 연구 ◼ 전체 내용 세포 밖 exosome 상태로 분비된 RPC5가 어떻게 세포 사멸과 방사선 저항성에 관여하는지 그 매커니즘을 규명하고, 과연 어떤 암세포가 이러한 RPC5와 관련된 방사선 저항성을 가지는지 확인한다. 또한 RPC5의 damage 저항성이 다양한 외부 damage source: r-Ray(방사능), UV(자외선), Heat-Shock (열충격), Chemial hazard(화학 위험) 에도 관련되어 있는지 확인하여 다른 질병 치료의 가능성을 확인한다. ◼ 1단계 ❏ 목표 상동 ❏ 내용 상동 □ 연구개발성과 국제 학술 대회 논문 발표 2건 (미국, 싱가포르) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 방사선 저항성은 현재 암 환자 치료의 1/2 이상 담당하는 강력하고 일반적인 암치료 방법의 걸림돌로서 많은 환자들이 방사선 저항에 의한 암 재발을 경험한다. 따라서 방사선 치료의 기본 메커니즘을 결정하고 방사선 치료의 효율성을 향상 시키기 위한 연구가 필요하다. 그러므로 본 연구는 세포 사멸과 같은 기초 연구 분야만이 아니라 암이나 질병 치료 분야에서도 매우 가치가 있는 연구이며, 특히 RPC5에 의해서 세포에서 개체 레벨까지 모두 방사선 저항성을 증가시킨다는 연구 결과는 매우 특이적이며 의미하는 바가 크다. 무엇보다도 전 세계적으로 아직까지도 Pol III subunit의 하나인 RPC5에 대해서는 연구가 매우 미미하여 정확한 기능이 알려져 있지 않았으며, 이번 연구를 계기로 하여 초파리에서부터 사람에 이르기까지 RPC5의 기능에 대해 최초로 밝혔다. 또한 최근 exosome 연구 자체가 이슈화되고 여러 생명과학 분야에서 집중하고 있는 시점에서 치료제로서 exosome의 가능성을 확인할 수 있으며, 이를 추출 및 처리하는 과정에 대한 연구를 통해 의학적 치료 기술 개발에 직접적인 중요한 이정표가 될 수 있다. 또한 RPC5의 세포 사멸 저항성은 자외선이나 열손상과 같은 damage에도 비슷한 성질을 보이며, 이는 다른 원인에 의해 발생한 피부암이나 화상과 같은 질병에 이르기까지 폭넓은 의학적 분야 치료에 단초를 제공할 것으로 보인다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 원종훈
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 세포 사멸;방사선저항성;엑소좀; 2. apoptosis;radiation resistance;exosome;RPC5;

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 ;