Study on crystal growth and physical property of perovskite structured organic-inorganic hybrid compounds

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 페로브스카이트 구조를 갖는 유기-무기 융합화합물 단결정 성장과 물리적 특성 연구로 새로운 물질 개발 ◼ 전체 내용 유기와 무기 물질의 단점을 보완하고 장점을 유지하는 새로운 방식의 유-무기 물질이 필요하여 유-무기 소재는 제조비용이 저렴하고, 제조 및 소자 제작 공정이 간단하며, 광학적, 전기적 성질을 조절하기 쉬운 유기 소재의 장점과 높은 전하 이동도 및 기계적, 열적 안정성을 가지는 무기 소재의 장점을 모두 가질 수 있는 친환경적인 물질 개발 결과적으로 열에 안정적이고 친환경적인 유기-무기 융합 화합물로 구성된 페로브스카이트 타입의 물질을 개발하여 solar cell 물질에 이용하는데 기여함 □ 연구개발성과 1. 광학 소자 물질에 이용할 수 있는 페로브스카이트 구조를 갖는 유-무기 융합 화합물 단결정 성장 2. 페로브스카이트 구조를 갖는 유-무기 융합 화합물인 단결정계에서 우수한 물리적 특성을 나타내는 구조연구 3. 강탄성 특성에 의한 twin domain 연구 4. 광학 특성이 좋은 혼합 단결정의 구조적, 역학적 특성연구 5. 기초 연구로 연구 인력 양성 효과 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ● 단결정 성장: 페로브스카이트 구조를 갖는 유-무기 융합 화합물을 산업체에 이용가능 (무기물인 금속물질의 여러가지 종류인 단결정 성장) ● 구조적인 특성 연구: 단결정계에서 static NMR과 MAS NMR, 그리고 spin-lattice relaxation time 실험으로 solar cell에 이용가능 기대 ● 열역학적인 특성 연구로 습기에 강한 perovskite 연구 결과 얻음 ● 결과적으로 열에 안정적이고 친환경적인 유기-무기 융합 화합물로 구성된 페로브스카이트 타입의 물질을 개발하여 solar cell 물질로 응용기대 (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 전주대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202400005170

• 연구책임자 : 비공개항목입니다.
• 주관연구기관 : 티엠에스솔루션 주식회사
• 발행년도 : 20231000
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202400002176

Development of a Service Platform for Improving the Accuracy of Particular Matter Forecast

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ◎ 최종 목표 ○ 산재되어 있는 미세먼지 데이터 수집/정제/분석/적재 - 공공과 민간에 산재된 미세먼지 관측 데이터를 수집하고 품질관리를 통해 고해상도·고품질의 미세먼지 관측자료 생산 - 미세먼지 관측 공백 해결을 위한 위성 기반 미세먼지 추정 알고리즘 개발 및 생산 - 미래의 대기질 예측을 위한 하이브리드 예측 시스템 구축 - 수집/분석된 미세먼지 관측/위성/수치모델 데이터의 분석 및 DB 적재 ○ 다양한 사용자에게 공유하기 위한 미세먼지 서비스 통합 플랫폼 구축 - 연구자, 교육현장, 산업군 등 다양한 사용자에게 데이터 제공하기 위한 API 및 사용자 분석도구 개발 - 미세먼지 관측/위성/수치모델 데이터의 다양한 분야 연구자 공유를 통한 미세먼지 예보 정확도 향상 - 지자체, 보건 및 다양한 산업군에 사용자 분석도구 제공을 통한 서비스 활용도 제고 ○ 리빙랩 운영을 통한 다양한 사용자 의견 수집 및 반영 - 정부와 민간의 공기질 정보 수집체계 연동을 통한 리빙랩 구성 - 사용자 의견 수집/분석/피드백을 통한 서비스 플랫폼 실증환경 구축 및 운영 - 리빙랩을 통해 조사된 다양한 사용자 피드백을 반영한 플랫폼 보완 ◎ 전체 내용 o 사용자 중심 미세먼지 서비스 통합 플랫폼 개발 - 기존의 공급자 중심의 체계에서 벗어난 사용자 중심의 양방향 통합 서비스 플랫폼 - 다양한 산업군의 사용자 니즈가 반영된 분석도구 제공 o 사용자·연구개발자·생산자 선순환 체계 정립 - 리빙랩 활동을 통한 사용자·연구개발자·생산자 모두가 주도하는 다방향 소통의 체계 정립 o 고품질 자료 생산을 위한 통계 기반 및 인공지능 기반 품질관리 알고리즘 및 프로그램 개발 o 위성기반 고해상도 미세먼지 데이터 추정알고리즘 및 자동생산 프로그램 개발 o 하이브리드 기반의 미세먼지 예측정보 제공 프로그램 개발 o End Product - 사용자 중심 미세먼지 서비스 통합 플랫폼(SYS) - 통계 및 인공지능 기반 품질관리 알고리즘(SW) - 위성 미세먼지 생산 알고리즘 및 자동생산 프로그램(SW) - 하이브리드 기반의 미세먼지 예측정보 제공 프로그램(SW) o 주요기능 - 기존의 공급자 중심의 체계에서 벗어난 사용자 중심의 양방향 통합 서비스 플랫폼 - 리빙랩 수행을 통한 사용자의 미세먼지 데이터에 대한 관심 및 이해도 향상 - 다양한 관측환경에서 발생하는 오류 데이터를 제거하여 고품질의 자료를 생산할 수 있는 품질관리 시스템 - 공간적 초고해상도 위성관측 자료 및 지상의 조밀한 센서 관측 자료를 활용한 고해상도 PM2.5 알고리즘 및 자동 산출시스템 - 다양한 사용자가 활용 가능한 하이브리드 기반의 미세먼지 예측 정보 제공 기능 o 적용범위 - 사용자의 의견 수렴을 통한 맞춤형 데이터 지원 및 혁신 플랫폼을 통한 미세먼지 사회문제 해결 연구 활성화 가능 - 보건, 행정, 산업 등 타 분야 데이터와의 융합 분석을 통한 다양한 분야의 미세먼지 관련 사회문제 진단 및 해결 방안 수립 시 활용 가능 □ 연구개발성과 1. 정성적 성과 ○ 산재되어 있는 미세먼지 데이터 수집/정제/분석/적재 - 환경부 에어코리아 대기오염정보, 서울시 S-DoT 환경정보, KT Airmap 관측정보, Observer 관측정보의 과거자료와, 환경부 에어코리아 대기오염정보, 서울시 S-DoT 환경정보의 실시간자료 확보 - 미세먼지 고해상도 격자 관측 데이터 생산 : 미세먼지 관측자료를 이용한 격자데이터 생성은 기존 관측자료의 시공간적 불균일성을 해소하여 보건환경을 비롯한 다양한 분야에서 활용도를 높일 수 있으며, 미세먼지 예보 정확도 향상을 위한 많은 연구의 기초자료로 활용 가능 - 수집/분석된 미세먼지 관측/위성/수치모델 데이터의 분석 및 DB 적재 ○ 통계 및 인공지능 기반 품질관리 알고리즘 및 소프트웨어 개발 - 고품질 자료 생산을 위한 통계기반 품질관리 알고리즘 및 인공지능기반 품질관리 알고리즘과 소프트웨어 개발 - 기존에 IoT 미세먼지 데이터는 공간적 튐값을 제대로 탐지 및 제거하려면 전문인력이 직접 모니터링해야 하는 한계가 있어 실시간 처리 및 서비스에 한계가 있었는데, 이번에 개발한 품질관리 알고리즘은 이러한 부분을 해결해 고품질의 데이터를 실시간 제공할 수 있는 기술적 우수성을 확보 - 특허출원 및 소프트웨어 등록 ○ 위성 미세먼지 생산 알고리즘 및 자동생산 프로그램 개발 - 위성 AOD기반 고해상도(0.5kmx0.5 km) 미세먼지 데이터 추정 알고리즘 및 자동생산 프로그램 개발 - 공간적 초고해상도 위성관측 자료 및 지상의 조밀한 센서 관측자료의 구축 및 고해상도 PM2.5 추정을 위한 머신러닝 시스템 구축 - 부산 지역 지표 관측망 250-300여개 자료 구축 및 머신러닝 적용 시스템 구축 - 고해상도 AOD (2 km 격자) 자료 준비 및 활용 - 머신러닝 (Random forest) 기반 PM2.5 추정 초기 결과 목표로 삼았던 기준 (관측값 대비 R^2 = 0.5) 상회 확인 - 부산 지역 행정 구,동별 미세먼지(PM2.5) 분포 특성 (2019년) 및 부산 지역 동별,학교별 미세먼지(PM2.5) 분포 특성 (2019년) 보고서 작성 및 배포 ○ 하이브리드 기반의 미세먼지 예측정보 제공 프로그램 개발 - 하이브리드 고해상도 미세먼지 에측 모델 및 소프트웨어 개발 - CMAQ, 통계모델, AI모델에 비하여 높은 정확도 - 특허 출원 및 소프트웨어 등록 ○ 다양한 사용자 중심 미세먼지 서비스 통합 플랫폼 개발 - 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 설계 : 현장검증단 및 전문가 자문 내용을 반영하여 시나리오 구체화(어디서, 누구에게, 무엇을) - 미세먼지 서비스 통합 플랫폼에 현장검증단 및 전문가 자문 내용을 적극 반영하여 사용자 중심의 플랫폼으로 개발 - 다양한 미세먼지 관측정보, 예측정보(CMAQ, 통계모델, AI모델, 에어코리아 예보)를 데이터 및 시각화하여 제공하는 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 구축 - 연구자, 교육현장, 산업군 등 다양한 사용자에게 데이터 제공하기 위한 API 개발 - 지자체, 보건 및 다양한 산업군에 사용자 분석도구 개발 및 제공 : 분석도구 기획설계 및 개발 후 현장검증단 및 리빙랩 의견을 보완하여 고도화 ○ 리빙랩 운영을 통한 다양한 사용자 의견 수집 및 반영 - 현장검증단 운영을 통한 성과물 품질 향상, 서비스 보완 사항 피드백 수집/분석, 서비스 고도화 - 미세먼지 연구 정보 교류 심포지움, 미세먼지 예측연구 기술회의 및 기술협의회 세미나를 통한 범부처 미세먼지 과제와의 협력 - 큰 리빙랩 운영 : 전문가 자문위원(연구자, 공공기관, 민간 산업 종사자 등)을 대상으로, 1차년도에 통합 서비스 플랫폼 내용에 대한 전문가 의견을 수집하고, 2차년도에 통합 서비스 플랫폼 개방 후 데이터 신뢰도, 기술적 제안 등 전문가 의견을 수집하여 플랫폼 개선에 반영 - 작은 리빙랩(PNU 리빙랩) 운영 : 1차년도에 부산대학교 미세먼지 관련학과 학부생 및 대학원생을 대상으로 설문조사를 실시하여 학생들의 미세먼지에 대한 인식 및 미세먼지 데이터에 대한 이해도 사전 파악, 2차년도에 교내 미세먼지 관측 수행 및 데이터 분석, 플랫폼 분석 도구 사용 실습을 통해 잠재적 플랫폼 사용자 육성 ○ 연구개발 결과물 실질 활용 - 대전광역시 스마트시티 챌린지 사업 미세먼지 조밀측정망 구축 자문 - 충청남도 마을대기 측정망 품질관리 알고리즘 활용 - 국립기상과학원 국내 황사 감시 및 예보 활용 - 부산광역시보건환경연구원 미세먼지 현황 모니터링과 관련 연구 활용 - 한국기상산업기술원 환경 빅데이터 플랫폼 개방 기상기후 민간데이터 유통 활용 - 대전광역시 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 활용 및 데이터 연계 협의 - 추가 활용 협의 추진 · 부산광역시 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 활용 · 국립수산과학원 해양 미세먼지 관측망 확대 및 대기-해양 미세먼지 상호작용 연구 추진 2. 정량적 성과 ○ 특허 출원 3건 - 미세먼지 농도 데이터를 예측하는 서버 및 방법 - IoT센서 오류 탐지 장치 및 방법 - 학습모델을 이용한 센서의 데이터 이상을 탐지하기 위한 장치 및 이를 위한 방법 ○ S/W등록 8건 - 미세먼지 고해상도 하이브리드 예측 시스템 - 미세먼지 고해상도 격자 관측 데이터 생산 소프트웨어 - 미세먼지 예측정보 생산시스템 - 미세먼지 데이터 관리 시스템 - 통계기반 미세먼지 데이터 이강삼지 SW - 인공지능 기반 품질관리 알고리즘 - 위성 기반 미세먼지 생산 시스템 - 인공지능 기반 공기질 예측 프로그램 ○ 논문(SCIE) 게재 1건 - Comparison of PM2.5 in Seoul, Korea estimated from the various ground-based and satellite AOD ○ 국내 및 국제 학회발표 9회 - 한국대기환경학회 2021년 제64회 정기 학술대회 - 2022년 한국기상학회 관측 및 예보/대기물리분과 봄학술대회 - 2022년 한국기상학회 봄 분과 학술대회 - AMS 16th Conference on Atmospheric Radiation - AMS 16th Conference on Cloud Physics - 제3회 한국지구과학연합회 연례학술대회 - 2022년 한국기상학회 정기학술대회 - 2022년 한국기상학회 정기총회 및 가을학술대회 - 2022년 한국대기환경학회 정기학술대회 ○ 성과홍보 20건 - 신문뉴스기사 20건 ○ 사회문제해결 연구성과에 따른 서비스 3건 - 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 개발 - 미세먼지 이상감지 및 품질관리 솔루션 - 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 활용 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용방안 (1) 통계 및 인공지능 기반 품질관리 시스템 솔루션화 - 사용자 플랫폼의 수집 단계와 분석 단계 사이에 솔루션을 탑재하여 오류 데이터로 인한 분석 영향을 최소화하고 유의미한 분석결과 도출을 가능케 함 (2) 국책 연구원과의 기술 제휴 - 연구소와의 연구 사업 또는 기술제휴를 통해 본 사업에서 확보한 머신러닝 기반 PM2.5 표출 시스템을 정책 활용 기반으로 적용하는 방법 모색 - 자치단체 지역 미세먼지 환경 대책을 마련하는데 중요하게 활용 (3) 양방향 소통형태의 리빙랩 플랫폼 현장 적용 - 사용자 참여형·개방형 혁신 플랫폼으로 단방향이 아닌 양방향 협력활동을 통한 문제 해결 - 혁신활동을 사용자 주도 상향식(bottom-up) 방식의 R&D 프로세스로 사용자 참여 확대 - 사용자가 체감하는 수요 발굴과 기술개발을 통하여 사용자 주체의 역량 및 참여도 제고 ○ 기대효과 (1) 기술적 측면 - 한반도에서 지상 및 위성 자료를 활용한 머신러닝 기법 활용 중 현재까지 가장 높은 시공간 해상도를 대상으로 수행한 결과를 확보. - 연구자 간 편리한 자료공유 및 사용자와 생산자와의 양방향 소통 - 다양한 종류의 관측자료를 융합함으로써 신뢰도 높은 연구결과 도출 (2) 경제적, 산업적 측면 - 대기환경 감시를 목적으로 하는 위성 사업 추진 및 관련 위성자료 정보 활용 시장의 확대 - 미세먼지 오염이 미치는 경제적 영향을 업종별로 보다 상세하게 진단할 수 있는 시금석 마련 - 연구개발과정에 사용자가 직접 참여하므로, 최종 플랫폼 제공 후 발생하는 서비스 개선 비용 절감 (3) 사회적 측면 - 미세먼지가 건강에 미치는 영향을 살피는 보건 분야에서 코호트 연구 등에 본격적으로 활용 가능할 것으로 기대 - 코로나19와 같은 재난 상황 발생시 미세먼지 오염도 변화 진단을 구별 행정단위에서 살펴볼 수 있는 가능성 제시 - 발전된 미세먼지 데이터 융합플랫폼 서비스 제공으로 국가 미세먼지 정책 신뢰도 향상 (출처 : 요약문 4p)
• 주관연구기관 : (주)웨더아이
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202400004279

Commercial Evaluation System Development for Semiconductor Soft Error from Neutron Radiation

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ㅇ 국제 기능안전 표준요건을 충족하는 차세대 첨단 반도체의 소프트에러 평가 및 개발기간 단축을 위한 세계 최초/최고 사전검증, 재현분석 상용 장비 개발 - 메모리반도체, 시스템반도체, 파워반도체와 대용량 정보저장장치 등 차세대 지능형 반도체에 대해 중성자에 의한 소프트에러를 검출하는 장비 개발 - 양성자 등의 대체 방사선원을 활용하여 중성자에 의한 소프트에러 민감도를 예측하는 사전검증 기능 개발 - 시스템, 반도체 내부 기능, 물리적 구분된 영역에 대해 소프트에러 민감도를 정밀 분류하는 미세분석 시스템 개발 ◼ 전체 내용 [1차년도] ㅇ 반도체 소프트에러 검출 장비 프로토타입 제작 - 개념 설계 및 장비 사양 확정 - 메인제어 유닛 하드웨어 설계 및 개발 - SRAM 인터페이스 모듈 설계 및 개발 - 표준 UUT 보드 설계 및 반도체 기반 선량계 개발 ㅇ 평가/분석 소프트웨어 개발 - 통합 GUI(그래픽 사용자 인터페이스) 개발 - SRAM, DRAM 평가 소프트웨어 개발 - 인증평가 결과분석 소프트웨어 개발 ㅇ DRAM 인터페이스 모듈 개발 - DRAM 인터페이스 모듈 하드웨어 설계 및 개발 - DRAM 인터페이스 모듈 펌웨어 개발 ㅇ CPU 소프트에러 분석방법 연구 및 환경 구축 - 다양한 소프트에러 분석방법 선행 연구 - 상용 시뮬레이터를 이용한 소프트에러 분석 환경 구축 ㅇ 파워반도체 DC평가 인터페이스 모듈 개발 - 파워다이오드 DC평가 UUT 보드 개발 - 파워반도체 DC평가 인터페이스 모듈 개발 - 파워반도체 DC특성 기능평가 [2차년도] ㅇ 시제품 제작 - 시스템IC 인터페이스 모듈 설계 및 개발 - 선량 조정 및 UUT 위치제어 장치 개발 - UUT 온도 제어 장치 개발 ㅇ 평가/분석 소프트웨어 개발 - SSD, 시스템IC, 파워반도체 평가 소프트웨어 개발 - 사전검증 소프트웨어 개발 - 재현분석 소프트웨어 개발 ㅇ SSD 인터페이스 모듈 개발 - SSD 인터페이스 모듈 하드웨어 설계 및 개발 - SSD 인터페이스 모듈 펌웨어 개발 ㅇ CPU 소프트에러 분석, 검출 환경 고도화 - CPU 소프트에러 분석 방법 모델링 및 설계 - CPU 소프트에러 분석방법 RTL 설계, 검증용 FPGA 보드 설계 및 제작 - 상용 시뮬레이터 적용 검출 환경 고도화 ㅇ 파워반도체 게이트 제어 인터페이스 모듈 개발 - 파워 MOSFET DC/AC 평가 UUT 보드 개발 - 파워 MOSFET 게이트 제어 인터페이스 모듈 개발 - 파워반도체 DC/AC 특성 기능평가 [3차년도] ㅇ 완성품 제작 - 전체 하드웨어 및 소프트웨어 개선 설계 및 제작 - 최종 외장 기구물 설계 및 제작 - 전체 하드웨어, 소프트웨어 통합 및 성능 평가 - 신뢰성 평가 및 안전인증 ㅇ DRAM, SSD 인터페이스 모듈 개선 개발 - DRAM 인터페이스 모듈 최적화 - SSD 인터페이스 모듈 최적화 ㅇ CPU 소프트에러 분석 방법 최적화 및 하드웨어 이용 검증 - 소프트에러 분석 방법 최적화 - 하드웨어 플랫폼(FPGA) 이용 분석 방법 검증 및 환경 구축 - 개발된 CPU의 ACE, AVF 소프트에러 평가 기술 활용 ㅇ 파워반도체 인터페이스 모듈 개선 개발 - UUT 및 인터페이스 모듈 개선 및 검증 - 전류 제어 평가 UUT 보드 설계 및 제작 - 파워반도체 DC/AC 특성 기능평가 (출처 : 요약문 8p)
• 주관연구기관 : 큐알티
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202500012097

Development of a modular type deep learning based denoising and image analysis product technology for embedding in medical CT scanners

• 연구책임자 : 비공개항목입니다.
• 주관연구기관 : 클라리파이
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202500011978

Development of multi-modal radioactive mesoporous silica nanotheranostics

• 연구책임자 : 비공개항목입니다.
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202400010906

The role of mitochondrial proteostasis in health and diseases

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 포유류에서 미토콘드리아 미접힘 단백질 반응경로 (Mitochondrial unfolded protein response, UPR^mt) 체계화 및 UPR^mt 조절인자 발굴을 통한 인체복잡질환 (당뇨병, 퇴행성 질환, 뇌신경질환, 암 등)의 병인 규명과 치료표적 발굴 ▶ 포유류에서 미토콘드리아 단백질 항상성 및 UPR^mt 기전 확립 ▶ 발굴한 신규 미토카인을 포함한 UPR^mt 조절인자의 역할 분석 및 질환마우스모델(조직 특이적 Crif1, Mrps5, Jmjd3 결손)에서 효능 검증 ▶ 당뇨병과 퇴행성 뇌신경질환의 환자조직에서 UPR^mt 유전자 및 미토카인 발현 관찰을 통한 바이오마커 및 치료제 개발 □ 연구개발 내용 한국연구실: UPR^mt유발 마우스모델 표현형 분석과 미토카인 발굴 활용 인체복잡질환 치료제 개발 ▷ 연구내용 1: 미토콘드리아 산화적 인산화 반응의 핵심인자인 Crif1 유전자에 대한 조직 특이적 결손 마우스 모델 구축 및 표현형 분석을 통하여 개체 수준에서 UPR^mt에 의한 전신 당, 단백질 및 지질 대사 조절과 면역세포 분포 및 기능분석을 시행함. ▷ 연구내용 2: 마우스 지방세포, 간세포 및 근육세포에서 UPR^mt 유도 모델을 확립하고 생물정보학을 통한 전사체와 단백체를 통합적으로 분석함. 이를 통해 UPR^mt의 세포내 분자경로를 체계화하고 분비단백체(secretome) 분석을 통해 신규 미토카인 후보군을 설정함. ▷ 연구내용 3: 생물정보학 기술을 활용하여 세포 및 생체 수준에서 발굴한 UPR^mt 조절인자 후보군을 인체복잡질환 마우스 모델에 적용하여 치료 가능성을 탐색함. ▷ 연구내용 4: 환자의 혈청과 조직에 대한 유전체/전사체/단백체/대사체 분석을 통하여 UPR^mt와 인체복잡질환의 연관성을 확인하고 해외연구실의 생물정보학 분석에 기반하여 신규 바이오마커 개발과 질환 치료물질을 개발함. 해외연구실: UPR^mt와 미토콘드리아 단백질 항상성 기전 확립과 UPR^mt 핵심 조절인자 발굴 ▷ 연구내용 1: 단일 세포 수준에서의 UPR^mt 전사체, 단백체, 후성유전체, 대사체 분석을 통해 UPR^mt 기전을 확립하고 미토콘드리아 표현형에 대한 UPR^mt의 역할을 규명함. ▷ 연구내용 2: 한국연구실과 함께 UPR^mt 조절의 핵심인자에 대한 조직 특이적 유전자 결손 마우스 모델을 확립하고 생물정보학 데이터베이스 구축 및 공유를 통해 한국연구실의 미토카인 발굴에 기여함. ▷ 연구내용 3: 예쁜꼬마선충 모델에서 UPR^mt 조절인자들의 규명 및 기능적 특징을 밝힘. 생물정보학을 통해 마우스와 인간 집단에서의 UPR^mt 조절인자를 규명하여 한국연구실의 질환 치료효과 실험에 제공함. ▷ 연구내용 4: UPR^mt 조절인자의 약리/약동학적 특징을 규명하고 생물정보학 기술을 활용하여 한국연구실의 환자 혈청 및 조직 데이터를 분석하여 인체복잡질환에서 UPR^mt 조절인자의 치료 효능 평가의 기반을 확립함. □ 활용계획 및 기대효과 ▷ 포유류 UPR^mt 경로 확립으로 인체복잡질환의 신규 병태생리기전 규명. ▷ 세포 수준에서부터 예쁜꼬마선충, 마우스 및 인체 코호트까지 UPR^mt 관찰을 통한 거대 데이터베이스 구축을 통해 미토콘드리아 연구의 활성화를 유도함. 인체복잡질환에서 UPR^mt의 중요성을 입증하여 중개의학 발전에 기여하고 신규 치료물질 개발에 공헌함. ▷ 신규 UPR^mt 조절 인자 혹은 미토카인의 질환동물모델에 대한 효능 검증을 통하여 전임상 실험에 진입함. ▷ 단일 연구 주제에 대한 국내외 다기관 협력을 통해 연구 결과의 파급효과를 극대화함 (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202400010937

Astrophysical research on gravity and radiation mechanism

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 ○ 최종목표: 중력과 복사에 대한 이해와 그로 인한 다양한 천체물리학적 현상에 대한 해석 및 수치적인 설명을 통해 실체에 다가간다. ○ 전체내용: 천체의 중력에 의한 역학적 진화를 해석적 및 수치적으로 알아본다. 천체의 중력은 뉴턴 중력과 일반상대론을 모두 포함한다. 또한 천문학적 복사 메커니즘을 정확하게 이해하고 이를 우주 먼지 입자, 감마선 폭발 및 은하 주변 물질에 적용시킨다. □ 연구개발 내용 이 연구 과제를 통해 아래의 주제에 대한 연구를 추진할 것이다. - 통계물리를 통한 분포함수의 해석학적인 진화과정의 연구 - 우주거대구조의 상대론적 진화 연구 - 중성자별 주위의 디스크 모델 구현 - 고밀도 천체 주위의 디스크의 운동과 제트의 발생 - 공명산란선에 대한 이론적인 연구를 통한 강력한 광원이 성간물질(interstellar medium) 및 은하주변물질(circumgalactic medium)에 미치는 영향 연구 - 중성자별 병합의 궤도면이 지구 방향과 이루는 시선각도 추정 연구 - 감마선폭발체의 발생 메커니즘 규명 연구 - 강력한 복사광이 주변 환경에 미치는 영향에 관한 연구 - 상대론적 광선 추적 기법을 이용한 블랙홀 주변 관측 예측 □ 연구개발성과 ○ 예상되는 연구개발 성과에 대한 정성적/정량적 내용 기술 - 해당 연구 분야 관련 연구 논문 - 수치적인 방법을 통한 연구에서 발생하는 소프트웨어 개발 □ 기대효과 - 연구개발 결과는 천문학 주요 국제 저널에 실리고 활용되어 인류 보편 지식 확장에 기여할 수 있다. - 중성자별과 블랙홀과 같은 고중력 천체의 역학적 진화에 대한 연구는 천체물리학적 이해를 높힘과 동시에 고중력 천체에서 나올 수 있는 중력파를 예측 할 수 있다. - 감마선 폭발의 모델링을 통해 천문학적 제트에 대한 연구는 천체물리학의 오랜 난제인 제트의 발생과 안정성에 대한 길을 제시 할 수 있다. - 항성역학계의 해석적인 연구는 아직까지 수치적인 방법으로 할 수 없는 영역에 대한 새로운 지평을 열 수 있다. - 우주론 연구에서는 지금까지 선형적인 섭동 방정식을 푸는 방법에서 벗어나 포스트 뉴토니안 방법과 이를 넘어서 완전한 비선형적인 수치 방법을 사용하여 연구함으로써 새로운 분야를 개척 할 수 있다. - 다양한 천체현상에 의한 주변 먼지의 복사 토크에 의한 깨어짐과 정렬 등을 연구함으로써 실제 관측에서 나타나는 먼지에 의한 다양한 영향을 알 수 있다. (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 한국천문연구원
• 발행년도 : 20231100
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Establishment of Diagnostic Reference Level of Pediatric Neck Computed Tomography in South Korea

• 연구책임자 : □ 연구개요 국내 소아 환자의 진료 비중이 많은 대학 병원을 대상으로 우리 나라의 소아 경부 CT의 선량 분포를 조사하고, 그 결과를 바탕으로 진단참고선량(Diagnostic Reference Level, DRL)을 설정함. □ 연구 목표대비 연구결과 - 9개 대학 병원을 대상으로 1221건의 소아 경부 CT 검사 영상을 획득한 후 1159 검사를 대상으로 선량 분포를 조사 (62개 검사는 이상치 제거로 배제함) - 각각 5개의 age group, weight group. water equivalent dimater group으로 선량 값의 분포를 제시함 - 선량값의 분포를 바탕으로 진단참고선량 (Diagnostic Reference Level, DRL), Achievable dose (AD), DRR (Diagnostic Reference Range)를 제시함. - 자동화 된 선량관리 프로그램을 통해서 유효 선량을 계산하여 값을 제시함 - Scan mode, rotation time, pitch, scan length, automatic exposure control automatic kV selection, iterative reconstruction 적용과 같은 parameter 값의 현황을 제시함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 연구는 국내에서 최초로 시행된 소아 경부 CT의 선량 조사 다기관 연구임. - 본 연구의 결과로 현시점 국내 소아 경부 CT의 선량 분포를 파악하고 이를 기반으로 선량 최적화의 기준점이 되는 DRL, AD, DRR등을 제시함. - 유효 선량 계산을 통한 경부 CT의 방사선 피폭으로 인한 소아 환자의 위험도를 제시함. - 최적화의 기준점이 되는 DRL, AD, DRR 등을 제시함으로써 국내 소아 환자의 경부 CT 방사선량 최적화의 벤치마킹 값을 제시하여 소아환자의 경부 CT 방사선량의 감소 효과를 기대할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20230900
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Genome-wide understanding of oxidative DNA damage and repair in liver cancer via nuclear lamin compartmentalization

• 연구책임자 : □ 연구 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 - 최종 목표 간암 동물모델을 활용하여 8-oxo-dG(8-hydroxy-2’-deoxoguanine) 산화 손상과 핵막단백질 Lamin의 상호작용을 유전체 수준에서 밝히고 이를 ‘Lamin의 유전체 안정성 유지를 위한 산화 손상 복구 기작’으로 이해함으로써, 간암 진단 및 치료에 새로운 접근방안을 제시하고자 함. - 세부 목표 1. 간암에서의 발달 단계별 8-oxo-dG 유전체와 Lamin 핵막 단백질과의 상호결합 및 인터렉톰 분석 2. Lamin을 통한 8-oxo-dG 복구 기전 규명 3. 간암 환자 유전체분석을 통한 Lamin 매개 발암성 8-oxo-dG 돌연변이 규명 이러한 목표를 위하여, 1) 산화스트레스 유도 약물(DEN)을 투여하여 제작한 간암 동물 모델을 활용하여 NGS 분석을 수행함으로써, 2) 간암 유전체내 8-oxo-dG 분포를 관찰하고, 3) 유전체-핵막단백질의 상호작용을 통한 DNA 복구 메커니즘을 규명하여 간암의 진단과 치료에 응용 가능한 이론을 제시하고자 함. ◼ 전체 내용 - 연구배경: 발암 과정에서 산화스트레스로 인한 DNA 산화 손상 (8-oxo-dG)이 C가 아닌 A와 염기배열하여 체세포 돌연변이를 형성하면서 암 발달의 원인으로 지목되었으나, 유전체 수준에서의 정확한 위치와 복구과정, 핵막 내부의 공간적인 분포에 대해서는 전혀 알려지지 않음. 따라서, 본 과제책임자의 DNA 손상 및 복구 연구에 대한 전문성과 소속 연구진이 개발한 8-oxo-dG 시퀀싱 기술을 기반으로, 간암 생성 시발생하는 8-oxo-dG 유전체 서열과 산화스트레스에 의해 핵 안을 구획화하는 Lamin과의 연관성을 유전체 수준에서 분석하고, 이를 통해 Lamin의 DNA 손상 복구 기능에 대한 분자생물학적 기작을 규명하여, 산화스트레스로 인한 간암 발달 기전을 규명하고자 함. - 연구내용: 1. 간암유전체분석을 통해 Lamin 매개 8-oxo-dG 복구 기전을 규명하고, 산화스트레스로 인한 Lamin 결함이 8-oxo-dG 형성에 미치는 영향을 확인하여 간암의 발달 기전을 규명 - NGS 분석을 통해 간암의 발달단계에 따른 8-oxo-dG과 lamin의 분포를 분석함으로써 8-oxo-dG 복구과정에서 Lamin의 기능과 역할에 대한 가설 확립 - Lamin 결함이 8-oxo-dG 증가 및 8-oxo-dG와의 상호작용에 미치는 영향 관찰 - 간암세포를 활용하여 산화스트레스로 인한 Lamin 연관 간암 발달 기전 규명 2. 생체 모델을 활용하여 Lamin의 유전체 안정성 유지 기전을 검증하고, 간암 환자조직의 유전체를 분석하여, 1단계 연구를 통해 규명한 Lamin 관련 간암 발달 기전의 유효성을 평가 - Xenograft mouse 모델을 활용하여 Lamin에 의한 8-oxo-dG 복구 및 간암 발달 기전 검증 - 간암 환자조직의 유전체 분석을 통해 Lamin 매개 8-oxo-dG 복구 기전 검증 및 간암 돌연변이를 발굴 ◼ 1단계 ❏ 연구 목표 Lamin과 8-oxo-dG의 상호결합 및 관련한 간암 발달 메커니즘을 밝히고, 간암 발달단계별 유전체 정보를 생산하여 이를 다각도로 분석하고자 함. 1. Lamin 단백질의 인터렉톰 분석 - 전사체 분석을 통해 Lamin의 기능 및 관련 메커니즘에 대한 정보 수집 - 간암 발달단계에 따른 Lamin의 발현량 및 결합단백질 비교 관찰 2. 간암 동물 모델의 유전체 분석 - 간암 발생 생체모델의 유전체 내 8-oxo-dG 분포를 분석 - Lamin과 8-oxo-dG 사이의 관련성 도출을 위한 Lamin ChIP-seq 수행 및 8-oxo-dG 분포와의 비교 분석 3. Lamin과 8-oxo-dG의 연관관계를 설명하는 메커니즘 규명 - Lamin에 대한 8-oxo-dG의 결합력 분석 - 유전체 내 Lamin과 8-oxo-dG의 결합을 설명하는 가설 수립 - 간암 발달에 따른 Lamin과 8-oxo-dG간 결합력의 변화 유무 관찰 - Lamin과 8-oxo-dG 간의 상호작용이 간암 발달에 미치는 분자생물학적 메커니즘 규명 ❏ 연구 내용 1. Lamin의 인터렉톰 분석 Lamin과 8-oxo-dG의 상호작용 연구 시작 전, Lamin에 대한 사전 정보를 수집하고자 함. - Lamin 연관 전사체 분석(RNA-seq)을 통해 Lamin이 DNA 손상 복구, 지질 대사, 스트레스 반응 등에 관여하는 유전자군의 발현을 조절하는 것을 확인함 - 간암 발달 단계에 따른 Lamin의 발현량 변화 및 결합 단백질의 변화는 관찰되지 않음 - Chromatin Immunoprecipitation(ChIP) Dot blot을 통해 LaminA와 8-oxo-dG와의 강한 결합을 관찰 2. 인간 간암세포주 유전체정보 분석 간암 동물모델의 유전체 정보와의 비교분석을 위해 인간 간암 세포주의 유전체 분석 진행 - 항체를 이용하여 8-oxo-dG-IP-seq을 수행, 8-oxo-dG의 유전체 내 분포 확인한 결과 LINE(Long interspersed nuclear element) 서열에 8-oxo-dG 수준이 높게 나타남 - Lamin ChIP-seq 결과, LINE, SINE(Short interspersed nuclear element) 및 Simple repeat 서열에 Lamin이 강하게 결합하는 것을 관찰 3. 간암 동물 모델의 유전체 분석 간암 발달 단계에 따라 Early, Mid, Late 시기의 마우스 간 조직에서 추출, Lamin과 8-oxo-dG의 분포를 확인하고, 연관 관계를 확인하고자 함 - Mid 시기에 8-oxo-dG 수준이 가장 높았으나, 유전체 전반에 산재하여 발생함 - 인간 간암 유전체 분석 결과와 동일하게 8-oxo-dG이 LINE 서열에서 가장 많이 발생하였음 - Lamin ChIP-seq 분석 결과, Lamin 또한 LINE 서열에 밀집하였으며, 8-oxo-dG와 Lamin이 LINE에서 co-localize함을 확인함 4. Lamin과 8-oxo-dG의 결합친화도 분석 면역침강법을 이용하여 Lamin이 Guanine보다 8-oxo-dG에 더 강한 결합 친화도를 보임을 확인함으로써, Lamin이 LINE 서열에 존재하는 8-oxo-dG의 복구 과정에서 기능할 것이라는 가설을 세움 5. Lamin에 의한 간암 발달 기전 동물 모델의 간암 조직에 siRNA를 처리하여 간암세포에서 Lamin의 발현을 억제하였을 때 간암의 발달이 저해됨을 확인함으로써, Lamin이 새로운 항암 타겟으로 응용될 수 있음을 시사함 ◼ 2단계 ❏ 연구 목표 분자생물학 수준에서 규명한 Lamin과 8-oxo-dG에 의한 간암 발병 기전을, 동물모델 및 간암 환자 유래 간세포 분석을 통해 검증하고자 함. Lamin과 8-oxo-dG의 상호작용에 의한 간암 발달 기전을 검증하고, 간암 발암성 돌연변이 발굴을 통해 핵막단백질 Lamin이 간암의 발달에 미치는 영향을 밝히는 것을 목표로 함 1. Lamin 매개 8-oxo-dG 복구 기전의 생체 내 검증 - 1단계 연구에서는 Lamin과 8-oxo-dG의 상호작용과 관련한 간암 발병 메커니즘을 규명하고, 2단계 연구에서 이를 동물모델에서 검증하고자 함 - Lamin 돌연변이 간암 세포주와 환자 유래 간암 세포주를 이종이식하는 Xenograft mouse 모델을 활용하여 Lamin 관련 간암 발달 기전 검증 2. 간암 발암성 돌연변이 발굴 - 간암 동물 모델의 전장 유전체 데이터 분석을 통해 Lamin 관련 발암성 돌연변이 발굴 - 간암 환자의 전장 유전체 데이터 생산 및 분석을 통해 Lamin 관련 돌연변이의 인체 내 유효성 검증 ❏ 연구 내용 간암 동물모델과 인간 간암 세포주에서 공통되는 ‘Lamin 매개 8-oxo-dG 복구’ 메커니즘을 밝혀, 최종적으로 간암 환자 조직의 유전체정보 분석을 통해 메커니즘의 인체 내 유의성을 검증할 예정임 1. Lamin의 8-oxo-dG 복구 및 LINE의 발현 억제 기전을 분자생물학적 실험 방법을 통해 세포 수준에서 규명할 계획임 - 인간 간암 세포주 HepG2와 Huh7에서 Lamin에 의한 8-oxo-dG 복구 기전 및 유전체 안정성 유지 기전을 검증할 예정 - 간암 발달 동물 모델에서 발달 단계별 LINE의 발현량 및 활성을 RNA-seq, Western blot 등의 실험을 통해 비교 예정 - 간암 세포주를 활용하여 Lamin과 LINE의 발현 조절을 통한 간암의 발달 기전 검증을 계획 2. 동물 실험 및 간암 환자조직의 유전체 분석을 통해 메커니즘의 유의성을 검증할 예정임 - 간암 동물모델의 전장유전체 분석을 진행하여 간암에서 LINE이 insertion 된 genomic region을 탐색하고, RNA-seq을 통해 이러한 insertion이 종양 관련 유전자에 미치는 영향 탐색 - 동물모델에서 탐색한 LINE의 insertion region을 간암 환자조직의 유전체 분석을 통해 검증 - 8-oxo-dG 복구 기능에 이상을 보이는 Lamin의 돌연변이 간암 세포주를 동물 세포에 이식하는 Xenograft model을 활용하여 Lamin에 의한 간암 억제 기전 검증 □ 연구성과 1단계 연구결과 Lamin의 발현을 조작한 세포의 전사체분석을 통해 Lamin과 DNA 손상 복구의 연관성을 관찰하고, 유전체 분석을 통해 LaminA 단백질과 8-oxo-dG가 LINE 서열에 밀집함을 확인함. 결합친화도 분석실험을 수행하여, LaminA가 Guanine보다 8-oxo-dG와 강하게 결합하는 것을 관찰함. 연구결과와 선행 논문의 종합적인 분석을 통해, LaminA가 SIRT6와 상호작용하여 LINE 서열에 존재하는 8-oxo-dG의 복구에 기능할 수 있음을 확인함. 더불어 마우스 모델을 이용한 간암 발병 실험을 통해 간암세포에서 LaminA의 발현 억제 시 간암의 증식이 저해됨을 관찰하여, LaminA를 새로운 항암 타겟 단백질로서 제안함 2단계 연구에서는 ‘Lamin을 매개로 한 8-oxo-dG의 손상 복구’ 기전을 세포 및 동물 실험을 통해 규명하고, 간암 환자 조직에서 검증하여 간암 발달 기전에 대한 이해와 간암 치료에 새로운 접근 방안을 제시할 수 있을 것으로 기대함. □ 연구성과의 활용 계획 및 기대 효과 1. 간암 항암제 개발에 활용 가능한 기초 메커니즘 확립 간암의 발달과정에서 산화스트레스로 인해 생성되는 DNA 손상이 미치는 영향에 대한 분자생물학적 메커니즘을 제시함으로써, 향후 간암의 치료를 위한 항암제 개발에 응용 가능함 2. 양질의 간암유전체정보 생산 및 분석 단계별 간암 발병 모델을 이용한 NGS 분석을 통해 후속 연구를 활성화할 양질의 빅데이터를 생산하여 제공하고, 간암을 유도하는 발암 돌연변이를 발굴함으로써 간암의 진단기술 개발에 활용 가능한 데이터베이스를 구축할 것으로 기대 3. 암 연구에서 핵막과 DNA 복구기전을 융합한 창의적인 연구 분야 개척 단백체와 유전체 연구를 융합하여, 핵막이 구조적, 생리학적인 다각적 기능을 통해 산화스트레스에 대응하는 메커니즘을 규명함으로써, 핵막 단백질이 간암의 발달에 미치는 영향에 대한 창의적이고 도전적인 새로운 연구영역을 개척할 것으로 기대 (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20231200
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