□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ○ 912 경주지진 지역 지진원 정밀조사를 통한 해당지역 지진유발 단층 규명 ○ 주변원전 최대지진동 산정 및 912 경주지진 지역 장기 모니터링·대응 체계 구축 ○ 912 경주지진 발생 구역 15km 심도 부근 연약구간 확인 및 지질정보 확보 ○ 경주지진의 지진원 특성을 반영한 지진동 평가 기술기준(안) 개발 ○ 전체 내용 ○ 미소지진 관측 및 탐지 방법론 개발 ○ 미소지진 탐지 프로그램 개발 ○ 지진원 특성 분석 방법론 개발 ○ 912 경주지진 발생 지역 단층의 마찰 특성 연구를 통한 지진 원인 분석 ○ 912 경주지진 진원 지역 미소지진 DB 구축 ○ EGF를 이용한 912 경주지진 단층면 slip 분포 결정 ○ 경주지진 전진-본진-여진 자료를 이용한 지진원 스케일링 관계식 도출 ○ EGF를 이용한 강진동 예측 기술 개발 ○ 경주지진 지진원 단층구조 규명 ○ 최대 잠재지진 규모 산정 ○ EGF를 이용하여 잠재 최대 지진에 대한 주요 부지에서의 지진동 예측 ○ 진원 부근 집중 DC 및 MT 자료 확보 - 대상 지역 3차원 모델링 및 역산이 가능한 탐사 자료 확보 - MT 200 point 이상, 2.5 km DC 4 측선 이상 ◯ 해석 범위 - 관심영역 대비 2.5배 이상의 영역에 대한 지하 비저항 모델 생산 - 15km 이상의 심도에 대한 지하 모델 생산 ◯ 핵심 기술 - 송수신 분리에 의한 대심도 DC 비저항 탐사 자료 수행 - 15km 이상의 가탐심도 확보를 위한 MT 저주파 신호 획득 - 3차원 MT 모델링 및 역산 기술 확보 - 모니터링을 위한 제반 장비, 분석 기술 및 운영 방안 확보 ◯ 분석 정보 - 진원 심도 연약구간 분석 및 미소 지진과의 연관성 분석 - 단층의 지하 연장 상태에 대한 정량적 분석 - 지진 집중 구역 비저항 지질정보 확보 - 관측 탐사 자료의 DB화 및 표준화 정보 제공 ○ 2016년 9월 12일 경주지진(이하 경주지진)은 지표에 드러나지 않은 단층에서 발생한 지진으로서, 경주지진에 대한 지진원 특성 연구 및 지진동 산정기술을 분석하여, - 경주지진의 지진원 특성을 반영한 지진동 평가 기술기준(안)을 개발하고, - 원전부지의 지질, 지진안전성 및 지반안정성 평가 기술기준(안)을 개발함. ○ 1단계 (2017~2019) □ 목표 ○ 미소지진 탐지 및 분석 기술개발 ○ EGF 선정 및 전처리 기술 개발 ○ 912 경주지진 원인 규명 ○ 16년 9월 지진 지진원 심부 물리탐사 기반구축 및 자료 취득 ○ 원전부지 안전성 평가 기술기준 및 적용현황 분석 ○ 원전부지 안전성 평가 기술기준 및 인근 단층특성 결과 분석 □ 내용 ○ 미소지진 탐지 프로그램 개발 ○ 미소지진 단층면해 역산 프로그램 개발 ○ 912 경주지진 전진-본진-여진을 분석하여 EGF로 활용 가능한 지진 선정 및 단층면 slip 분포결정을 위한 전처리 기술 개발 ○ 지진원 특성 분석 방법론 개발 ○ 912 경주지진 발생 지역 단층의 마찰 특성 연구를 통한 지진 원인 분석 ○ 경주지역 물리탐사 기반구축 - 진원부근 심도 연약구간 탐사 및 모니터링 방법론 개발 - 진원 심도 연약구역 모니터링 프로그램 개발 - 진원부근 심도 연약구역 확인 기술개발 - 원전부근 단층 지하 연장상태 정량 분석 기술개발 - MT 기반 진원 심도 연약 구간 모니터링 자료 DB 구축 ○ 경주지역 물리탐사 자료취득 - 지진원을 중심으로 40 km x 40 km 영역에서 AMT 자료 301 측점 및 MT 자료 251 측점 취득 - 2개 이상 측선에서 길이 최소 길이 4 km의 전기비저항 탐사 자료 취득 ○ 원전부지 안전성 평가 기술기준 및 적용현황 분석 - 지질, 지진안전성 및 지반안정성 평가 기술기준 및 적용현황 분석(I) - 경주지진 주변원전 지역 단층/지진원 조사결과 현황 분석(I) ○ 원전부지 안전성 평가 기술기준 및 인근 단층특성 결과 분석 - 지질, 지진안전성 및 지반안정성 평가 기술기준 및 적용현황 분석(II) - 경주지진 주변원전 지역 단층/지진원 조사결과 현황 분석(II) - 경주지진 주변원전 지역 단층/지진원 조사결과의 설계지진 적용현 조사·분석(I) - 부지응답분석 입력데이터 개발 기술 ○ 2단계 (2020~2021) □ 목표 ○ 경주지진 진원지역 미소지진 DB 구축 ○ 경주지역 지진원 물리탐사 자료 해석 및 모니터링 체계 구축 ○ 912 경주지진 지역 지진원 정밀조사를 통한 해당지역 지진유발 단층구조 규명 및 최대잠재지진규모 산정 ○ 주변원전 최대지진동 산정 ○ 원전부지 안전성 평가 기술기준 및 설계지진 영향 분석 ○ 원전부지 안전성 평가 기술기준 평가, 제·개정(안) 개발 □ 내용 ○ 912 경주지진 지진원지역 미소지진 DB 구축 ○ 경주지진 지진원(내남단층)지역 속도구조 도출 ○ 경주지진 이후 경상도 일대 지진발생 현황 및 해석 ○ 미소지진 단층면해 역산 및 경주지진 지진원(내남단층) 지역 응력장 해석 ○ 경주지진 시 내남단층의 파열면 분석 ○ EGF를 이용한 경주지진 지진원(내남단층) 단층면 slip 분포 결 ○ 경주지역 미소지진의 지진원 스펙트럼 분석을 통한 지진모멘트 및 응력강하 분석 ○ 경주지진 전진-본진-여진 자료를 이용한 지진원 스케일링 관계식 도출 ○ 단층의 마찰특성연구 및 미구조연구를 통한 경주지진 원인 해석 ○ 물리탐사 자료 해석 ○ 물리탐사 모니터링 체계 구축 ○ 경주지진 시 내남단층의 파열 전파/저지 분석 ○ 내남단층의 3차원구조 및 최대지진규모 도출 ○ EGF를 이용한 최대지진동 산정 ○ 원전부지 안전성 평가 기술기준 및 설계지진 영향 분석 ○ 원전부지 안전성 평가 기술기준 평가, 제·개정(안) 개발 □ 연구개발성과 - 원자력안전기술보고서: 19 - 국제 SCI논문: 36 - 국내 비SCI논문: 7 - 학술대회발표(국내·국외): 180 - 인력양성: 박사 6, 석사 20, 학사 12 - 시제품: 1 - S/W등록: 1 - 포상 및 수상 실적: 2 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 912 경주지진 관련 활동성단층 여부에 대한 과학적인 규명을 통해 최대 잠재지진 및 지진동 재산정 - 이동식 미소지진망으로부터 취득된 미소지진자료의 지속적인 분석을 통한 원전 밀집지역의 활동성단층에 대한 장기 지진모니터링 및 대응체계 마련 - 912 경주지진 관련 단층에 대한 물리탐사 기반의 과학적인 규명을 통해 최대 잠재지진 및 지진동 재산정 등을 위한 정량적 지질 정보 제공 - 지진 발생지 인근에 월성, 고리, 신고리 등 다수원전이 가동 중임에 따라 원전내진설계기준 재평가를 위해 912 경주지진발생지역 지진원에 대한 정밀조사 결과제공 - 원전 밀집 지역에 위치한 단층대의 심부 상태에 대한 과학적이며 기술적인 정보를 제공함으로써, 원전에 대한 무분별한 안정성 논란을 잠재워 경제적, 산업적으로 안정성 있는 정책 실현 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 이진한
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 912 경주지진;고정밀 미소지진 관측망의 자료분석;지구물리탐사;활성단층;원전부지 안정성평가; 2. 912 Gyeongju earthquake;Analysis of data from high-density-port able-seismograph network;geophysical survey;active fault;evaluation of seismic safety for NPP sites;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ○ 미확인 핵물질 현장 핵감식 기술지원에 활용될 예비특성평가 기술 개발 ○ 국내 민관 대응체계를 고려한 유사시 비상대응 기반 확보 ○ 방사능테러 대응에 활용 가능한 유망 분석 기술 및 측정기법 예측 ○ 전체 내용 ○ 미확인 핵물질 예비특성평가 기술 개발 - 예비특성평가 개념 정립 및 절차 개발 ∘ 미확인 핵물질 측정‧분석 절차 관련 문헌조사 - 예비특성평가 활용가능 장비 및 고도화 요구 기술 선정 - 핵종식별기를 이용한 무표준 핵물질 동위원소 비율 분석 기술 개발 - HH-XRF를 이용한 미량원소 성분 분석 기술 개발 - 무표준 원소분석 장비 도입을 위한 인허가 기술 개발 ○ 현장 대응력 강화를 위한 비상대응 기반 기술 확보 - 국내 핵감식 대응역량 현황 진단 - 방사능테러 기술지원 도구 개발 ∘ 발생가능한 비상상황 분류 ∘ 기술 기반 단계적 의사결정기준 개발 - 방사능테러 훈련 시나리오 개발 - 비상대응 역량 강화 및 기술 교류 ∘ 국내 불법유입 방사성물질 사건 조사 및 IAEA ITDB 보고 ∘ 국내 방사능테러 관계자 핵감식 인식제고 워크숍 개최 - 현장대응력 강화 주요 이슈 연구 ∘ 유사 기능을 갖는 기관 간의 연계 문제 ∘ 주요 전문 분석기관 역량 연계방안 마련 ∘ 방사성물질 취급 특수시설 및 Manipulator 조사 및 분석 ∘ 수행자의 숙련도에 따른 결과 변동 예측 ∘ 주요 핵감식 인자 분석기술 연구 ∘ 원격탐지 가능 기술 현장 적용 아이디어 ○ 공통 요소기술 조사·평가 및 미래 활용 가능 기술 예측 - 실험실 분석 기반 요소기술 조사 - 핵안보 비상대응 현장에 응용 가능한 요소기술 도출 - 미래 활용 가능 유망 기술 예측 - 주요 도출 기술 활용 가능성 평가 □ 연구개발성과 ○ 1차년도 (2018) ○ N-STAR 보고서 제출 (3건) - 신연료 제조조건별 미세조직 차이 연구 - 환경시료 내 방사성핵종 측정에 대한 품질 관리 기법 - 알파분광분석법의 숙련도 향상 방안 연구 ○ 국내학술대회 논문발표 (5건) - “The development of National Nuclear Forensics Library system” KNS 2018 - “Development of Domestic Fresh Fuel Identification Algorithm through Comparative Analysis of Nuclear Fuel Signatures” KNS 2018 - “핵테러 및 핵물질 불법거래 대응을 위한 국가 핵감식 지원체계 연구 “, 한국법과학회 2018 - “The present status and future challenges of nuclear forensics in ROK”, KRS 2018 - “Identification of Sr Compound in radiological terror scene by LIBS at long distance” KRS 2018 ○ 성과홍보 (6건) - 제2차 KINAC-SIPRI 워크숍 주제발표: NNFL capability in the ROK - 2018 KRS 워크숍 주제발표: 한국의 국가 핵감식 라이브러리 구축 - 2018 월성원전 방사능방재 합동훈련: 훈련부스운영 - 제3차 KINAC-SIPRI 합동세미나 주제발표 · 한미간 NNFL 협력현황 · 한국의 핵감식 라이브러리 개발 현황 · 한국의 국가대응 체계 ○ 2차년도 (2019) ○ N-STAR 보고서 제출 (2건) - 3D 스캐너를 이용한 모의 우라늄 펠렛 측정 정밀도 분석 - 알파분광분석법의 숙련도 향상방안 연구 ○ 국내학술대회 논문발표 (2건) - “Investigation on the Research Trends and Analysis Technique using X-ray for Nuclear Forensics”, KNS 2019 - “Preliminary measurements of uranium samples with portable X-ray fluorescence equipment”, KRS 2019 ○ 성과홍보 (2건) - 경찰청 대테러 담당관 대상 위탁 교육과정 : 주제 발표 · 핵감식 개요 및 현황 - FBI 초청 핵방사능테러 대응 현장감식 교육과정 : 주제 발표 · 한국의 핵감식 역량 현황 ○ 3차년도 (2020) ○ 정책제안 (1건) - 방사능테러 위기대응 실무매뉴얼 개정(안) ○ N-STAR 보고서 제출 (2건) - 휴대형 X-ray 형광분석기 주요 설계 변수 및 빔 특성 분석 - 미확인 핵물질 예비특성평가 개념 및 방사능테러 대응 적용방안 ○ 국제학술대회 논문발표 (1건) - “The Study on the Quantitative Analysis of the Uranium Oxides Samples using Handheld X-ray Fluorescence”, IRPA-15, 2021 ○ 국내학술대회 논문발표 (2건) - “Comparative Analysis of HH-XRF Spectra for UO₂ using Monte Carlo Simulation”, KRS 2020 추계 - “미확인 핵물질의 예비특성평가를 위한 단계적 의사결정 기준 활용”, KARP 2020 추계 ○ 성과홍보 (1건) - ASEAN 국가들의 핵감식 역량 강화를 위한 교육과정 : 주제발표 · 핵감식 개요 및 현황 ○ 4차년도 (2021) ○ 정책반영 (1건) - 방사능테러 위기대응 실무매뉴얼 개정 완료 ○ N-STAR 보고서 제출 (1건) - 방사선계측기 특성화 개념 및 방법론 ○ 국제학술지 논문게재(1건) - “Monte Carlo simulation for the analysis of various solid samples using handheld X-ray fluorescence spectrometer and evaluation of the effect by environmental interferences”, Spectrochimica Acta Part B:Atomic Spectroscopy 180 (2021) 106203 ○ 국내학술대회 논문발표 (4건) - “A Study on the Uranium Enrichment Determination using the Standard-less Gamma Spectrometry Technique”, KNS 2021 춘계 - “Portable LaBr3 Detector Characterization and Radioactivity Calculation using the InterSpec and GADRAS-DRF”, KNS 2021 춘계 - “HH-XRF를 이용한 극미량 불순물 정량분석의 최적조건 도출 및 검출한계 계산에 관한 연구”, KARP 2021 추계 - “전기용융로를 이용한 HH-XRF 정량분석 교정용 비드 제작”, KARP 2021 추계 ○ 성과홍보 (3건) - 2021 방사능테러대응 공동 워크숍 : 주제발표 · 한국의 핵감식 역량 소개 등 - 경찰청 화생방 대테러 실무자 집체교육 : 주제발표 · 방사능 테러이용물질 이해 및 핵감식 체계 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 (* 규제활용성 측면) ○ 활용계획 - 규제통제를 상실한 핵물질 탐지, 분석 등의 방사능테러 대응에 활용 - 타 분야와의 연계강화를 통한 국가 핵감식 체계 고도화 기여 - 미규제 핵물질에 대한 규제 대응력 강화 ○ 기대효과 - 국제사회의 핵개발 의심을 원천 차단할 수 있도록 국가 핵투명성 향상에 기여 - 북핵문제, 핵테러 문제로부터 국민들이 안심할 수 있도록 기여 - 국제사회에서의 국가 신인도 제고 (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 김우진
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 핵감식;핵물질 탐지;예비특성평가;식별인자;핵물질 전주기; 2. Nuclear Forensics;Nuclear Material Detection;Preliminary Characterization;Signature;Nuclear Material Life Cycle;

□ 연구개요 산화적 스트레스는 암을 비롯한 노화, 당뇨, 심장 질환 등을 유발하는 중요한 유발인자로 잘 알려져 있음. 이러한 산화적 스트레스를 조절하는 주요 인자 중 하나인 Nrf2의 역할이 중요하게 여겨짐에 따라, 본 연구 과제를 통해 Nrf2의 활성 및 저해 인자를 발굴하여 그 특성을 연구하고자 하고, 항암제 내성을 통해 얻어진 Nrf2 활성을 어떻게 제어할 수 있는지에 관해 기초적인 연구를 수행하여 항암제 내성 극복 전략을 수립하고자 하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구기간을 통하여 다음과 같은 연구 결과를 얻었음. ○ 1차 년도 연구 목표는 Nrf2와 상호작용하는 미토콘드리아 단백질 관련 유전자 재조합 및 그 유전자 발현과 Nrf2와의 상관관계를 관찰하고자 함. 본 연구에는 Nrf2 단백질 활성이 새롭게 동정된 PFKP 단백질에 의해 어떤 영향을 받는지에 관한 내용으로, PFKP 재조합 단백질 재조를 통해 이 단백질이 미토콘드리아에 유치하고 있고, 과발현을 통해 Nrf2 활성이 저해됨을 관찰할 수 있었음. 반변 siPFKP 통해서는 Nrf2 활성 및 타겟 유전자의 변이가 발생하지 않았음. ○ 2차년도 연구 목표는 1차년도의 연구를 바탕으로 Nrf2 파트너 단백질이 미토콘드리아에서 어ㄸ허게 상호작용을 하는지 촞넘을 맞춰, 분자생물학적 기법 및 형광현미경을 이용하여 Nrf2 alc PFKP가 미토콘드리아 활성 및 형태에 어떻게 미치는가에 대한 내용임. 본 연구를 통해 Nrf2가 미토콘드리아의 PFKP와 직.간접적으로 결합을 하고 있음을 확인 하였음. 그러나 PFKP 과발현 자체가 미토콘드리아의 막전위 및 형태 (fission,fusion)에 주요하게 작용하지는 않음을 확인하였음. ○ 3차년도의 연구 목표는 Nrf2의 활성 저해가 PFKP 단독으로 이루어질 수 없다는 판단하에 기 선별된 파트너 단백질의 기능을 좀 더 세밀하게 연구 하고자 함. Nrf2의 negative 파트너로 선별된 ATAD3A 와 ClPP의 기본적 특성을 파악하고자 하였음. 단백질의 상호작용을 연구하기위해 제조합 단백질 제조가 이루어졌고, 상호작용을 알아보기 위해 AlphaScreen 방법을 하고자 였음. 3차년도의 성과는 Nrf2의 분해를 촉진하기위해 Nrf2-ATAD3-CLPP axis가 중요하다는 것을 기초실험을 통해 밝혔음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 Nrf2의 활성조절을 통해 항암제 개발을 하기 위한 초석으로 하고자 하였음. 현재 Nrf2가 과발현된 암세포는 항암제의 내성을 획득하여 치료가 용의하지 않기 때문에, 이를 전략으로 사용하여 Nrf2의 저해제 개발에 많은 연구가 이루어지고 있음. 또한 최근 CLPP 활성제가 항암제로 임상연구가 진행됨에 따라 Nrf2-CLPP 관련 연구가 활발하게 이루어져야 할 것으로 사료됨. 이를 통하여 항암제 내성을 통해 쉽지않은 항암전략을 새롭게 수립하고, 관련 약물 개발에 기초적 연구 지식을 습득하는 동시에 항암제 개발에 주요한 작용을 할 수 있을 것이라고 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김정환
• 주관연구기관 : 경상국립대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 산화적스트레스;미토콘드리아;항암제내성; 2. Nrf2;PFKP;Mitochondria;CLPP;ATAD3A;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 핵수용체의 리간드를 활용한 adult neurogenesis 조절인자를 발굴하여 불안/우울장애의 증상 개선 전체 내용 [1차년도] 고아핵수용체에 의한 adult neurogenesis 조절 세부 기전 규명 1. Adult neurogenesis 증가 실험동물 모델 구축: 규칙적인 운동, 항우울제 (Fluoxetine) 투여 2. 비정상적 Adult neurogenesis 패턴의 실험동물모델 구축: LRRK2G2019S Tg mouse 3. 비정상적 Adult neurogenesis (LRRK2G2019S) 소견 실험동물의 neurotrophic factor 조절 기전 분석 [2차년도] 핵수용체에 의한 adult neurogenesis 조절 세부 기전 규명 및 비정상적인 adult neurogenesis 소견을 보이는 불안 우울장애 실험동물 적용 평가 1. 핵수용체 ERRγ ligand GSK4716의 Neurotrophic factor 신호 평가 2. 항우울제 투여에 의해 증가한 adult neurogenesis 관련 Neurotrophic factor 신호 평가 3. 신경독소로 인해 유발된 불안/우울장애를 보이는 실험동물에서 neurogenesis 병리패턴 평가 [3차년도] 핵수용체 리간드를 이용한 불안/우울장애 실험동물의 행동 개선 평가 1. PPARγ agonist Pioglitazone에 의한 adult neurogenesis 조절 효과 2. 항우울효과 평가에 활용 가능한 in vitro 모델 구축 연구개발성과 SCI급 논문 2편 게재, SCI급 논문 1편 게재 준비중, 학술대회 논문 발표 1회 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. Adult neurogenesis 조절 기전에 대한 이해 증진 및 불안/우울장애 치료의 신규타깃 제시 - 비정상적 adult neurogenesis 소견을 보이는 실험동물모델을 활용하여 불안/우울장애 외에도 다른 신경정신질환이나 인지, 기억 등과 관련된 퇴행성뇌질환 등 여러질병의 치료제 검증. - 본 과제 수행으로 발굴한 Adult neurogenesis의 조절인자 핵수용체 ERRγ 와 PPARγ ligands를 여러 질병의 신규 치료 타깃 적용 가능성을 평가함. 2. Structure based virtual screening system과 reporter gene assay 기반의 세포분석시스템을 활용하여 신규 핵수용체 ligands 및 그 유사구조물질을 발굴하여 새로운 약물 타깃 및 약효 물질 발굴을 위한 기초 자료를 제공함. 3. Serotonin reuptake 활성 평가 in vitro model 구축 - 기존에 활용되는 SERT 과발현 in vitro model과 비교하였을 때, 더 생리적인 환경에 가까운 형태의 세포주 모델 (분화유도한 HT22 세포주)을 활용하여 여러 신경정신질환의 핵심 병리기작인 synapse에서 serotonin의 양을 조절할 수 있는 물질의 효능 평가 및 검증에 활용함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임주희
• 주관연구기관 : 우석대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 핵수용체;신경생성;불안/우울장애;항우울제; 2. nuclear receptor;adult neurogenesis;anxiety/depressive disorder;antidepressants;

연구개요 · RIS와 spontaneous sarcoma간의 임상적 특성의 차이는 세포적, 유전적인 차이 보다 종양이 발생하는 in vivo의 환경적인 차이(inflammation, hypoxic environment) 에서 비롯되었을 가능성이 있다는 가설을 증명한다 (즉, cell, DNA level의 유의미한 차이는 없을 수도 있다) · 따라서 세포의 성장 특성, DNA sequencing 등이 큰 차이가 없음을 증명하고 in vitro에서 진행하는 radiotherapy나 chemotherapy에 대한 반응 유사성을 찾는 것을 목표로 한다 · 하지만 만약 이러한 세포학적 특성에서 significant difference가 나타난다면 RIS와 Spontaneous sarcoma의 임상적 특성 (RIS의 poor prognosis)의 차이는 세포적 특성에서도 영향을 받았을 가능성이 있고 그에 따른 적합한 치료 방법을 유추해 볼 수 있다. 연구 목표대비 연구결과 ◼ 선행 과제에서 수립된 방사선 유발 육종의 세포주를 이용한 후속 연구로, 드물고 완치가 어려운 방사선 유발 육종의 종양학적 특성을 연구하여, 최적의 치료 방법을 고안하고자 함. ◼ 자연 유발 육종과 비교하여 종양학적 특성을 분석 - 종양 성장 속도, 성장관련 인자 발현, 항암제 및 방사선으로 인한 성장 억제 반응 (치료 효과) 비교 결과) 실제로 방사선 유발 육종과 자연 유발 육종의 세포적 특성에는 큰 차이가 없음을 증명하였고, 방사선 노출로 인해 발생한 종양이 특별히 항암제/방사선 민감성이 떨어지는 것이 아님 역시 밝혀냄. ◼ 방사선 유발 육종의 세포주유래 암조직 이식 (cell line-derived xenograft, CDX) 동물 모델수립을 통해 다양한 항암제 및 면역 치료 등에 대한 감수성을 확인할 수 있는 기틀을 마련 결과) 다양한 항암제 선별 실험 수행을 통하여 기존 자연 유발 육종과 상이하지 않음을 알게 되면서, 전장 유전체 분석을 통한 방사선으로 인한 암 발생에 더 초점을 맞추게 되어 xenograft 모델의 중요도가 감소하였음. Xenograft 는 보다 target을 특정한 후 수행할 계획임. ◼ 희귀 암종인 방사선 유발 육종의 세포주 유래 암조직 이식 모델의 개발은 이후 다양한 특성분석 및 효능 평가의 기본이 됨. 결과) 1. 여러 항암제(docetaxel, cisplatin, doxorubicin, olaparib) 들을 테스트해보았을 때 docetaxel에 더욱 민감한 반응을 보였으며, 2. 수립한 1가지 세포주 뿐만 아니라 여러 건의 환자 기반 세포주 수립을 시도중임. 국내 최고 세포주은행과의 협업에도 성공률이 낮을 만큼 세포주 수립이 어려운 암종이므로 이는 본 연구의 중요도를 설명할 수 있겠음. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ◼ 본 연구진이 진행해온 방사선 유발 육종 연구는, 최근까지 발표된 논문들에 비해 검체의 수집과 분석의 양적, 질적 측면에 있어서 세계적으로 독보적임. 특히, 자료조사 과정에서 미국에서 수립했다고 발표한 방사선유발육종은 이미 사멸해버린 상태로, 본 연구진의 세포주가 세계 유일한 방사선유발육종 세포주임. ◼ 본 연구의 결과를 바탕으로, 방사선 유발 종양의 진단과 치료에 있어서 치료 방침 결정 및 효과적인 약제 적용에도 시도해볼 수 있었음. ◼ 희귀한 세포주를 확보하였으므로 이후의 cell engineering을 통한 therapeutic modulation의 기반을 마련할 수 있었음. ◼ 또한 관련 분야 후학들을 교육함으로써, 박사 학위 및 전문가 인력들을 배출에 기여함. 현재 본 과제 관련으로 서울대학교 의학과 박사 학생이 학위 과정 중에 있음. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장지현
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 방사선;종양;육종; 2. Radiation;Tumor;Sarcoma;

□ 연구개요 ● 본 연구과제의 궁극적인 목표는, 통합 방법론 (integrative approach)을 기반으로 (1) NPC 및 핵막를 통해 일어나는 HPV(인유두종 바이러스)의 다이내믹한 감염 과정을 분자수준에서 규명한다. HPV 감염의 다이내믹한 복잡성을 고려하여 물리학 / 화학 / 생명과학 / 의과학 / 계산 과학적 방법을 아울러 여러 다양한 데이터를 통합적으로 적용한다. (2) 위에서 얻어진 연구 결과를 다른 바이러스의 감염과정 규명에도 확장하여 독창적인 생물학적 발견과 이해, 그리고 의학적 진단과 질병퇴치의 토대가 되도록 한다. ● HPV의 세포핵 내부 감염 과정을 분자 수준에서 좀 더 자세히 알게 되면, 이는 궁극적으로 바이러스의 감염을 막는 antiviral therapy의 개발에 중요한 밑거름이 된다. 이는 기존 예방 백신의 영역 밖인 바이러스의 핵막/NPC를 통한 유전정보 전달과정을 막는 새로운 치료용 백신 및 치료제 개발에 대한 토대를 제공한다. □ 연구 목표대비 연구결과 ● 대표적인 Viral System중의 하나인 HSV-1의 Self-assembly에 관한 리뷰 논문을 비롯하여 총 4편의 논문을 발표하였다. (1) 기존에 알려져 있거나 새롭게 생성되는, 대용량의 생명 정보 및 실험 데이터를 물리/화학/생명/계산과학 등 학문의 경계를 넘어, 통섭/통합적으로 아우르는 보편적인 integrative approach를 개발 및 확장시켜왔다. (2) SAXS 장비 실험실 셋업 및 최적화 작업: ● NPC 구성 단백질들이 HPV Capsid-Importin 복합체와 어떻게 상호작용을 하는지를 명확히 규명하기 위해 Small angle X-ray scattering (SAXS) 실험을 준비하였다. ● SAXS 실험을 위해 Xenocs Nano-inXider라는 in-house SAXS 장비를 본 연구실에 2019~2020년에 구축하였고, preliminary data를 얻기 위한 최적화 작업을 진행하였다. (3) Cryo-EM 최적화 작업: ● Cryo-EM / Tomography 를 이용해서 importinβ—capsid 복합체가 실제 NPC의 cytoplasmic filament에 도킹하는 과정을 관찰하기 위해 세포를 배양하고 급속동결 후 세포핵과 NPC를 관찰하는 실험을 진행하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ● 현재 시판 중인 예방 백신 (가다실, 써바릭스, 가다실 9)은 중화 항체를 생성 하여 HPV 감염을 막는 방식으로서, 모든 type 의 HPV 를 예방할 수는 없다. HPV의 세포핵 내부 감염 과정을 분자 수준에서 좀 더 자세히 알게 되면, 이는 궁극적으로 HPV의 감염을 막는 antiviral therapy의 개발에 중요한 밑거름이 된다. 이는 기존 예방 백신의 영역 밖인 HPV의 핵막/NPC를 통한 유전정보 전달과정을 막는 새로운 치료용 백신 개발에 대한 토대를 제공한다. - 의학적으로 중요한 antiviral 치료제의 개발에 적용되면 궁극적으로 병원, 제약회사, 바이오 벤처 회사 등에 기술 이전 및 사업화가 가능하다. 현재 치료용 백신은 ‘바이오리더스’, ‘제넥신’ 등 국내 제약사들이 임상 연구를 진행하고 있어, HPV 감염 과정을 규명하면 이러한 국내 바이오벤처 회사 등에 기술 이전을 통한 사업화가 용이하다고 본다. - 향후 국내외에 이와 관련한 새로운 연구센터를 설립할 수 있고, 다른 바이러스 (HIV, Zika, Ebola 등)의 NPC를 통한 감염과정으로 확장하여 의학적 진단과 질병 퇴치에 크게 공헌할 수 있다. ● 본 연구는 학제 간의 장벽을 넘어 생물, 물리, 화학, 계산과학 등 여러 학문분야의 융합을 통해 새로운 영역을 개척하는 다학제적 연구이다. - 기존 학계에서 단편적으로 물리/화학/생명/계산과학 학문영역의 인위적인 분류를 따라 유통되거나, 개별적으로 database에 저장되어 왔던 '생명 정보' 및 '실험 데이터'들을 통합적으로 사용하게 됨으로써, 데이터 통합과정을 통해서 얻은 최종 결과물의 효율성, 정확성, 해상도, 그리고 완결성을 극대화한다. - 기존의 이론의 틀에서 벗어나 실용적 문제 해결 능력을 갖춘 연구자를 배출하여 학계 및 산업계에 경쟁력 있는 인력을 키워낼 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김승중
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 통합 방법론;계산 생물학;핵공막 복합체;바이러스 감염;저온 전자현미경; 2. Integrative approach;Computational Biology;Nuclear Pore Complex;Viral Infection;Cryo-Electron Microscopy;

□ 연구개발 목표 • 전사인자 기능제어를 통하여 염증성 자가면역 미세환경을 조절할 수 있는 맞춤형 신약개발 • 염증성 자가면역 미세환경을 유도하는 전사인자의 기능을 제어하는 단백질신약의 개발 및 작용기작 연구 □ 연구개발 내용 • 핵심 전사인자에 의하여 유도 발현되는 다양한 염증인자들로 구성된 염증성 자가면역 미세 환경은 자가 면역질환의 유도 및 진행에 핵심적인 병인요소로서, 이들 전사인자의 기능제어를 통한 염증 미세 환경의 제어는 first-in-class 맞춤형 미래신약전략임. • 본 연구에서는 in vitro and in vivo에서 이들 핵심전사인자 (NFkB, Tbet, GATA-3, Foxp3 및 RORgt)의 중요기능부분 (TMD=Transcription Modulation Domain)을 선택적으로 타겟 세포의 핵 내로 전달하는 단백질신약 (ntTF-TMD)을 개발하여, 유전적 변이가 없는 정상적인 생체환경에서 이들 신약의 자가면역 미세환경 제어에 의한 질환치료효과, 작용기작 및 선택성을 실시간 이미징 기술을 이용하여 검증한 다음, 전임상시험 단계로 진입하고자 함. • 특정한 타겟 세포에 ntTF-TMD를 전달할 수 있는 타겟 특이적인 ntTF-TMD를 제작하여 다양한 자가 면역질환 동물모델에 제작한 타겟 특이적인 ntTF-TMD를 주입하고 in vivo에서 질환 치료효과를 분석할 것임. □ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) • ntTF-TMD와 이에 의해 병인적 T 세포를 기능 전환하는 새로운 유전자들에 대한 mAb/IgG-chimeric receptor는 염증성 자가 면역 미세 환경을 제어할 수 있는 first-in-class 맞춤형 미래신약이 될 것임. • 특정한 전사인자가 병인적인 역할을 하는 질환에서 전사인자의 기능을 제어할 수 있는 신약개발을 위한 핵심기반기술로서, 염증성 자가 면역질환뿐만 아니라 다양한 다른 질환들에 대한 새로운 치료제개발로의 큰 파급효과가 있음. • Specific T cell subset의 기능적 plasticity를 조절할 수 있는 ntTF-TMD를 이용하여 자가면역환경의 면역 밸런스를 바로 잡을 수 있으며, 이는 자가면역질환의 종류에 따라 환자를 선택적으로 치료할 수 있는 새로운 면역억제 치료제로 이용될 수 있음. • 특정 세포의 면역활성 전사인자를 조절할 수 있는 Target-specific ntTF-TMD는 기존의 mTOR, Calcineurin target 면역 억제제가 가지고 있는 side-effect를 최소한으로 하는 단백질신약으로 자가면역질환과 장기이식에 광범위하게 이용될 수 있을 것으로 예상됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이상규
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 자가면역질환;만성염증질환;T 세포 아형;전사인자;핵 내로의 단백질전달;염증미세환경;단백질 신약;면역 가소성; 2. Autoimmunity;Chronic inflammation;T cell subsets;Transcription Factor;Intra-nuclear delivery;Inflammatory micro-environment;Protein drug;immune system plasticity;

연구개요 ○ 전사 후 조절 단계인 alternative splicing과 mRNA의 세포질 이동은 식물 생장 및 발달에서 중요하며, 이와 관련된 splicing factor 및 nuclear pore complex 인자들의 역할을 구명하는 것이 필요함. ○ 따라서, 본 연구과제에서는 “온도 변화에 따른 splicing factor와 nuclear pore complex간의 dynamic movement와 interaction 구명” 및 “식물의 다양한 개화 반응에서 splicing factor와 nuclear pore complex 역할 구명”을 최종 연구목표로 설정함. 연구 목표대비 연구결과 ○ 본 연구과제에서는 3년 동안 아래의 연구목표를 가지고 여러 연구를 수행하였음. ► 1차년도: 식물 개화반응에서 splicing factor와 nuclear pore complex 기능연구 - 여러 splicing factor와 nuclear pore complex의 개화 반응 분석 ► 2차년도: Splicing factor와 nuclear pore complex의 온도 변화에 따른 dynamic movement 연구 - Splicing factor인 AtSF1의 NLS 서열 분석 및 nuclear pore complex의 component의 dynamic movement 분석 ► 3차년도: Splicing factor와 nuclear pore complex의 온도 변화에 따른 interaction 연구 - Splicing factor인 AtU2AF65A의 splicing isoform 기능 분석 및 splicing factor와 nuclear pore complex의 component간의 interaction 분석 ○ 본 연구과제를 통하여 거의 100%의 연구 내용을 달성하였음. ► 식물학 분야 상위 10%내에 있는 Frontiers in Plant Science (IF: 5.754)에 연구결과가 게재가 되었고, 본 연구 과제를 사사했음. ► 식물학 분야 상위 15%내에 있는 Plant Cell Reports (IF: 4.570)에 논문 1편을 투고하여 현재 심사 중에 있으며, 2022년 상반기 안에 게재가 될 예정임. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ○ 온도 변화에 따른 splicing factor와 nuclear pore complex의 subcellular localization pattern 변화 및 서로 간의 protein-protein interaction 규명은 본 연구 과제의 가설 증명 단초 제공 ○ Splicing factor와 nuclear pore complex에 의한 mRNA 및 protein nucleo-cytoplasmic transport 기작은 온도 변화에 대한 새로운 온도 센서로서의 splicing factor와 nuclear pore complex의 역할 규명 ○ 기후 변화에 따른 생물학적 대응 연구 분야 창출 및 식물체 바이오 온도 센서 개발을 이끌 수 있는 혁신적인 연구로 도약 가능하며, 기후 변화 대응 차세대 연구 인력 양성 가능 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이정환
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 전사 후 조절;스플라이싱 인자;핵공 복합체;개화 반응;기후 변화; 2. Post-transcriptional regulation;Splicing factor;Nuclear pore complex;Flowering response;Climate change;

연구개요 1. 배경: 구강점막과 주위조직은 저작기능을 담당하면서 외부의 자극에 노출되어 있고, 구강 내 상주균과의 상시적인 접촉이 계속됨. 따라서 각종 치조골 결손부위나 발치 후 즉시 골증대술 등에 있어서 수술부위의 감염 이환상태가 많으며, 감염완치 후 염증이 없는 상태에서 수술하는 것이 현실적으로 불가능한 경우가 많음. 따라서 치료 전 또는 후에 인근조직에 염증상태를 동반하고 있는 경우, 염증성 환경에서 골재건을 할 수 있는 효과적인 치료전략이 필요함. 2. 목표: 본 연구에서는 염증을 유도하는 제재(LPS)나 염증성 cytokine (TNF)을 이용하여 유도된 염증성 환경이 BMP-2-induced osteogenic signaling 및 angiogenesis 에 어떠한 작용을 하는지 파악하여 임상적으로 흔히 존재하는 만성지추염이나 만성골수염/골괴사로 인한 골결손부에 대해 확실한 골형성을 유도하기 위한 치료전략을 확립하고자 함. 연구 목표대비 연구결과 * BMP-2와 염증성 인자의 상호작용분석 -여러 가지 세포주에서 염증유도 물질인 LPS나 BMP-2 단독처리시 골아세포분화 능력 또는 염증관련 인자들의 변화에 아무런 영향을 미치지 않았음. -세포수준에서 두 약물의 투여순서, 시간 등의 여러 조건을 확립하여 최적의 골형성 능력 유도를 증명하였음. (동시처리시 가장 효율적인 골재생을 관찰) -여러 농도의 LPS와 BMP-2의 동시처리시 COX-2의 mRNA expression level 과 단백질 발현이 모두 증가됨을 확인함. -세포수준에서 두 약물의 동시처리에 의해 유도되는 골아세포분화 능력의 상승효과는 smad1/5/8 활성과 COX-2 발현이 그 기전에 관여하고 있음을 확인함. -두 약물의 동시투여가 인근 세포의 혈관형성에는 관여하지 않음을 확인함. * 염증이 존재하는 두개골 결손모델 확립 및 BMP-2 투여가 염증성 병소의 조직재생에 미치는 영향 연구, BMP-2 조절이 염증부위의 골형성에 positive effect의 가능성 탐색 - Calvarial defect 동물모델에 염증유도 물질인 LPS와 골형성 유도물질인 BMP-2를 혼합하여 함입한 지지체를 사용하여 골재생 정도를 관찰해 보았음. 혼합지지체를 defect 부위에 삽입한 후 5주 후 희생하여 immunohistochemistry와 Micro CT촬영 및 분석을 시행함. - 조직 염색 후 I-solution software를 이용하여 새로 형성된 bone을 측정하였고, 여러 실험군을 비교한 결과 BMP-2 단독 또는 LPS + BMP-2 동시 투여한 실험군 모두 골형성이 유의하게 증가됨을 확인할 수 있었으나, 두 실험군의 유의한 차이를 확인할 수 없었음. - Micro CT 촬영을 통해 3D image를 구현하였고 여러 골재생 인자 분석을 통해 골형성 정도를 알아본 결과 골형성 유도 정도는 BMP-2 단독 실험군 과 LPS + BMP-2 실험군 모두에서 증가하였지만 두 실험군의 차이는 관찰 할 수 없었음. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 최근 고령화 사회에 접어들면서 대부분 전신적인 만성 염증질환을 동반하는 환자가 늘어남에 따라 염증상태의 골이식의 성공을 위한 조건확립은 반드시 필요하다고 할 수 있음. 본 연구결과를 바탕으로 하여 염증성 신호매개가 골형성 및 골아세포분화에 미치는 다양한 영향에 대한 여러 가지 상반된 결과에 대한 이유와 그 기전을 밝히고, 현재 널리 이용되어 지고 있는 골형성 관련 성장인자인 BMP-2의 부작용을 최소화할 수 있는 기초적, 임상적 지식과 과학적 근거를 제시하여 최적의 효과를 유도 할 수 있는 조건을 성립할 수 있을 것이라 기대됨. 더욱이 연구 성과를 바탕으로 악골의 질환 후 골결손부 후유증으로 어려움을 겪는 환자들을 최대한 빠른 시일 내에 효과적으로 치료할 수 있는 시스템을 구축하는 것이 가능하며, 악골괴사나 방사선 조사 후 다양한 인체 내 병적 감염, 골절 등을 치료하는 과정에서 후유증을 최소화하는 치료방법을 수립할 수 있을 것으로 사료됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 권대근
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 염증;악골;골결손;골형성단백질2; 2. osteoradionecrosis;hematopoietic stem cell;plerixafor;radiation;calvarial defect;

□ 연구개요 에너지 회수형 초전도 선형가속기에 기반한 고강도 준단색 감마선원 생성에 및 방사성 동위 원소의 비파괴 검출법을 위하여 감마선을 이용하는 핵공명 형광에 관한 연구를 진행하였다. 이를 위하여 다음의 연구를 수행하였다. 1) 에너지 회수형 초전도 전자 선형가속기 상세 설계 및 최적화 연구 2) 역컴퓨턴 산란에 의한 고강도 감마선원 도출연구(레이저-전자빔 상호작용) 3) 핵공명 형광을 위한 GEANT 시뮬레이션 수행연구 □ 연구 목표대비 연구결과 ∎ 고강도 감마선원을 위한 소형 초전도 선형가속기 상세 설계 연구 : 빔 광학 연구를 통하여 설계한 빔 입사기에서 발생된 낮은 에미턴스를 가진 양질의 전자빔의 공간전하 효과 및 CSR 효과 등에 의한 에미턴스 증가를 최소화하며 초전도 가속공동으로 전송하기 위한 빔 역학 연구들을 통하여, Merger, 아크부, 빔덤프라인 및 에너지 회수형 초전도 선형가속기의 상세 설계를 (격자설계 포함) 진행하였다. 다번치 빔 트래킹을 통하여 전 시스템에서 에미턴스 증가의 최소화 파라미터를 도출하여 빔 설계치를 획득하였다. ∎ 레이저-전자빔 상호작용 연구 초전도 가속관에서의 빔 집속효과 등에 대한 실제적인 빔 역학 연구를 진행하여 역컴퓨턴 산란에 의한 고강도 감마선원 시스템 설계 및 감마선량 도출 연구 (레이저-전자빔 상호작용)을 수행하여 목표치 감마선량을 (10¹³/photons/s) 획득하였다. ∎ 핵 공명 형광 신호를 얻기 위한 GEANT 시뮬레이션 연구 핵분광 형광에 의한 핵종 검출의 가능성의 평가를 실시하기 위해서, GEANT4를 바탕으로 핵공명 형광 반응을 계산하는 시뮬레이션을 진행하여 검출기의 위치에 따른 핵분광 형광 yield 분포를 목표대로 획득하였다 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 원자핵의 고유 진동의 폭은 매우 좁아 특정의 준위를 효율적으로 진동하는 데는 여기광자 에너지 폭이 충분히 작은 것이 필요하다. 레이저-컴퓨턴 산란은 단색성, 에너지 가변성과 방사선 노이즈가 낮고 중성자도 원칙적으로 발생하지 않아 차폐가 간편하고 이점이 있고, 특정 준위를 효율적으로 여기하는 것에 적합하다. 또한, 핵 준위의 편극 특성을 잘 사용함으로써 측정 정밀도를 올리고 측정 시간을 단축할 수 있어 이러한 검사에 적합하다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김은산
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 에너지 회수형 초전도 선형가속기;레이저-전자빔 상호작용;핵공명형광;결맞은 싱크로트론 방사;역 컴퓨턴 산란; 2. Energy recovery superconducting linac;laser-electron beam interaction;Nuclear Resonance Fluorescence;Coherent synchrotron radiation;Inverse compton scattering;