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
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202500000171

Study on the enhancement of radiotherapy via regulating tumor stromal environment

• 연구책임자 : Ⅳ. 연구개발결과 (1) 종양 악성화과정과 관련 면역세포 및 다양한 stromal cells (blood vessel 구성세포, 대식세포 및 fibroblast)에 의해 활성화되는 종양내 signal transduction 경로 확립 - 종양관련 다양한 stromal cells/면역세포에 의해 활성화되는 암세포내 signaling pathway 규명 (2) 종양 악성화과정을 발생시키는 ‘저산소관련 조절 인자‘와 ‘면역세포 및 stromal cells’간의 연관성 규명 - Stromal cells 혹은 대식세포에 의해 활성화되는 암세포의 HIF단백질 조절 기전 규명 (3) 방사선 조사에 의한 대식세포 유래 CXCL10이 대장항문암의 방사선 치료에 미치는 영향 연구 - 방사선 조사에 의해 증가되는 CXCL10의 생성 기전 규명 및 제어 (4) 대식세포주의 생화학/분자생물학적인 변화가 방사선 조사에 의한 IL-1beta, nitric oxide 생성에 미치는 영향 연구 (출처 : 요약문 3p)
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300003383

Nuclear Emergency Preparedness

• 연구책임자 : 본 보고서는 「원자력시설 등의 방호 및 방사능방재대책법」에서 정하는 의무사항의 충실한 이행과 원자력시설 방사능재난의 전주기 대책 수립을 위한 연구 및 기술개발의 결과를 기술하며, 실전적 방사선비상계획 수립·운영, 방사능방재 실용화 기술연구, 방사능방재 교육훈련 실효성 향상과 이행, 방사능재난대응 시설·장비 구축과 가용성 확보, 방사능방재대책 기술지원 및 협력 성과를 포함한다. 본 과제의 결과로 산출되는 방사능재난 『대비-대응-복구』 각 단계의 대책은 국가, 지자체, 전문기관 등의 방사능방재대책 개발과 수립에 직접 활용되어, 국가의 위기관리 능력을 제고할 것이다. 내부적으로는 연구원의 방사선비상 대비 및 대응체계를 공고히 함으로써 방사능재난 전과정에서 자주방재역량을 강화하고 재난시 신속한 사고수습을 통해 인명, 환경, 재산 피해의 최소화에 기여할 것이다. (출처 : 서지정보양식 161p)
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300014494

Development of esophageal mimetics based regenerative medicines for treating radiation induced esophagitis

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 방사선 식도염 환자에서 추출한 상피조직을 이용하여 생체모사체를 대량 배양할 수 있는 기술을 개발하고 이를 방사선 식도염 치료제로 개발하는것 ◼ 전체 내용 식도 생체모사체 배양 기술확립 식도 생체모사체의 치료 효과 검증 및 치료기전 확립 식도 생체모사체의 치료 효과의 최적화 및 치료 프로토콜 확립 ◼ 1단계 ❏ 목표 식도 생체모사체 확립 및 치료 효과의 검증 ❏ 내용 방사선 식도염 치료 효과 검증을 위한 식도 생체모사체 대량 배양 조건 확립 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 제안과제로 확립한 기반 기술을 임상시험 단계로 진입시켜 방사선 식도염 치료제를 개발에 활용 (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300006185

The Study on the Nuclear Propulsion Basic Technology

• 연구책임자 : 비공개항목입니다.
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300002572

Development of Digital Twin-based AI-CDSS for Prostate Cancer Treatment

• 연구책임자 : 연구개요 디지털 트윈을 활용한 AI의료서비스 제공하기 위한 전립선암의 임상의사결정지원을 목적으로, 디지털 트윈 기법을 적용하여 실제 전립선암 환자를 물리모델 (Physical Model)로 정의하고 치료방법 및 프로세스 등의 컴퓨터적 모델로 가상 모델 (Twin, Virtual model)로 구성하여 실제 환자 수술 이전에 가상환경으로 AI 분석함으로써 수술 효과에 따른 예후 문제 및 예측방법을 제공 연구 목표대비 연구결과 ◦ 전립선암의 치료 프로세스 모델링 - 전립선 암 치료 프로세스에 대해 가상의 모델 구성을 위한 상태 모델링 방법을 통한 3가지 계층 모델 설계(암 치료 프로세스 모델, 데이터 프로세스 모델, 공학급 모델). 치료모델에 대한 프로세스를 컴퓨터가 실행 가능한 형태로 구성하고, 그 동작에 대해서는 머신러닝 모델을 활용하여 동작되도록 설계 ◦ 머신러닝 기반 모델 개발 - Time to PSA nadir 예측을 위한 머신러닝을 적용하기 위해 각 치료방법별로 Time to PSA Nadir (TTN)을 미리 예측하는 방법 개발. Radical Prostatectomy (RP) 및 보조치료 요법인 Androgen Deprivation Therapy (ADT), Radiation Therapy (RT) 여부에 따른 예측모델을 다이나믹 뉴럴네트워크를 이용하여 생성.치료방법별 TTL 결과 제공 - Partial Correlation Neural Network를 개발하여 Biochemical Recurrence (BCR)을 예측하는 알고리즘을 제공 ◦ 디지털 트윈기반 임상 의사결정 지원 시스템 - Biopsy 정보를 활용하여 Pathology 및 BCR을 예측할 수 있는 머신러닝 기반의 디지털 프레임 워크 개발 - 재발이후의 치료추천을 위한 Classifier Chain 방법을 적용함. 1차 치료부터 2차치료까지의 방법에 대해 BCR, 2번째 BCR을 예측할 수 있는 모델을 제공 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 전립선암 치료에 임상의사결정시스템 도입은 의료체계의 기술 선두 점유를 가능하게 하며, 정밀의료서비스를 통한 삶의 질 만족도 향상 가능 - 기술적 측면: 의료 및 헬스케어 서비스 시장에 대한 디지털 트윈 기반 시스템의 개발로 의료 + IT 융복합 산업 분야의 저변을 넓히고 빠른 속도로 성장하는 글로벌 의료 및 스마트헬스 시장에서도 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 기대 - 경제 및 산업적 측면: 전립선암 관련 국가사업을 통해 의료비용 등 국가적 손실을 최소화, 디지털 트윈 형태의 서비스 구축의 틀을 마련함으로써, 모델의 개선을 통한 미래의 융복합 산업의 발전을 도모 - 의학적 측면: 개개인의 생물학적, 유전적, 환경적 차이에 따라 개별 환자에게 적합한 치료 기술을 적용하는 맞춤의학 (tailor-made medicine) 가능 - 사회 문화적 측면: 암 질환 치료의 메디컬 오류에 대한 편견 해소 및 빅데이터 사업의 추진을 통한 데이터 기반 문화 확산, IT기술 활용 문화 확산을 통한 안전한 생활환경 구축, R&BD 결과를 의료산업에 활용하여 국민 정신보건 수준 향상 (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 가톨릭대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300010435

Identification of risk factors for gastric cancer in Koreans and development of prediction model

• 연구책임자 : □ 연구개요 ■ 한국인에서 위암은 수년간 발생빈도가 매우 높은 암으로, 최근 조기검진이 증가함으로써 5년 생존율은 증가하고 있지만, 민감도 및 특이도가 높은 조기 진단 바이오마커 개발의 부족으로 질병부담이 큰 암(암 환자 1인당 비용부담이 5위)으로 조기 마커 개발에 대한 연구가 시급함. 본 연구의 목표는 “대규모 코호트를 기반으로 위암 발생의 위험 요인을 파악하고, 위암 조기진단 바이오마커를 발굴하고자 함. 또한 유전체-혈청 마커를 통합한 한국인 위암 예측 모형 개발 및 검증을 통하여 실용화 연구의 기반을 수립하고자 함.” 연구목표 1. 대규모 장기추적 코호트 연구를 통해서 한국인 위암 발생 요인 발굴 연구목표 2. 유전체-혈청 마커 연계에 의한 바이오 마커 개발 및 검증. 연구목표 3. 한국인 위암의 유전역학적 예측 모형 개발 및 타당성 평가 □ 연구 목표대비 연구결과 1. 대규모 장기추적 코호트 연구를 통해서 한국인 위암 발생 요인 발굴 - 한국인 위암 유전인자 발굴은 기존 연구에서 알려진 유전좌위인 1번, 8번 크로모좀에 위치한 유전변이가 재현이 되었으며, 39개의 독립된 유전좌위가 발굴됨. - 위암 발생과 연관된 두 개 유전 좌위에 위치한 유전변이의 음주 및 흡연과 상호작용은 확인되지 않았음. 유전자가 맵핑된 유전자 셋트 분석에서 nuclear cyclin dependent protein kinase(CDK)과 관련된 gene set이 위암과 연관된 것을 확인함. 2. 유전체, 혈청 바이오 마커 연계에 의한 신규 마커 개발 및 검증 - 본 연구팀에서 위암 대사체와 관련해서 신규 5개의 마커를 발굴하였음. ROC 곡선을 통해 위암 예측력을 비교해 본 결과, 두 그룹 간 유의한 차이를 보이는 age, sex, γ-glutamyl transferase (GGT) 변수를 활용한 prediction model (AUC: 0.728)에 비해, L-carnitine, citric acid가 추가된 prediction model (AUC: 0.787)에서 위암 발병 예측 확률이 5.9% 높아짐을 확인하였음. 3. 한국인 위암 유전체, 마커 기반 예측 모형 개발 및 타당성 평가 - 위암의 전통적 역학 위험요인 보다 유전점수(GRS)를 포함한 위암 모델의 설명력이 증가하였음 (C index= 0.76). XGBoost, GBM 모델에서 높은 AUC(0.80)가 나타났으며, 특히 KNN의 경우 민감도(Sensitivity)와 특이도(specificity) 0.99와 0.87로 매우 높았음. 역학변수와 유전점수(GRS)를 함께 사용한 기계학습의 예측력이 전반적으로 높은 것으로 검증됨. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 연구 수행의 결과로 위암과 관련된 혈청 및 유전 바이오마커를 발굴하였으며, 이는 조기 위암의 진단 및 예측을 할 수 있는 근거 자료를 제시하는 큰 의미가 있음. • 위암은 유전 및 혈청 바이오마커가 서양인에서 호발하는 다른 암종과 달리 매우 제한적으로 발굴되므로, 본 바이오마커의 발굴은 한국인의 위암 예측 모형에 근거로 널리 활용될 것으로 기대됨. • 본 연구에서 발굴된 유전 대사체 바이오마커를 활용한 예측 모형은 위암 발병위험을 조기에 예측하고 관리하기 위한 도구로 활용되어, 위암으로 인한 질병 부담을 줄일 수 있는 근거 자료에 기여 할 것으로 사료됨. 또한, 국내에서는 대규모 코호트 자료를 이용한 조기 바이오마커의 개발을 활용함으로서 소화기암의 병인 기전들을 깊이 이해할 수 있을 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300009835

Role of inflammatory signals in regulation of adult stem cell activities in the craniofacial region

• 연구책임자 : 연구개요 염증신호(inflammatory signals)는 Toll-like receptors(TLRs) 및 자가포식(autophagy)을 주로 매개하여 일어나며, 줄기세포 활성(증식, 분화 및 세포사멸)조절에 대한 염증신호의 역할 및 작용기전에 대한 연구는 미비함 본 연구는 두개안면영역(craniofacial region)의 주된 성체줄기세포인 중간엽줄기세포 및 신경줄기세포의 활성조절에 대한 염증신호들의 역할과 작용기전을 밝혀 두개안면 재생기술을 개발 하고자 함 연구 목표대비 연구결과 1. TLR5 수용체는 배아줄기세포로부터 신경분화를 촉진시켰으며, 그 기전으로 NF-KB/IL-6 and CREB pathway를 통해서 일어남을 규명하였음. TLR5 수용체는 해마 신경줄기세포의 증식을 감소시키지만, 신경분화를 촉진시킴을 밝힘 2. 치주염에서 자가포식이 치주조직의 섬유아세포로부터 염증 유발 물질 (inflammatory cytokines)들의 발현을 증가시켰으며, 그 기전으로 AKT/mTOR pathway를 통해서 발생함을 규명함 3. PC12 cell에서 자외선에 의해 생성된 ROS를 통한 세포고사를 EGCG가 MAPK를 통해서 세포고사를 억제함을 밝힘 4. 사람 Hep2 cell에서 Ascorbic acid가 MAPK와 Akt signal을 통해 세포고사를 일으킴을 밝힘 5. Radiation에 의한 해마신경줄기세포의 세포증식 및 분화 억제를 녹차의 주성분인 EGCG가 차단하여 신경줄기세포로부터 신경 재생을 촉진함을 밝혔으며, TLR4 수용체 및 NF-KB/inflammatory cytokine 신호기전을 억제함으로써 일어남을 밝힘 6. IKKβ는 학습 및 기억행동 실험과 해마 신경 줄기세포 증식 및 신경분화를 억제 하였고, 세포고사를 증가시킴을 밝힘 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • TLR5 수용체는 성체신경줄기세포 활성 조절을 증가시킴을 규명하여 신경계 퇴행성 질환(알쯔하이머병, 파킨씨병 등) 치료제로서 TLR5 항진제가 사용될 가능성을 제시한바, 향후 내제성 또는 외제성 TLR 항진제들을 탐색하고 개발 하는 연구에 활용될 수 있음 • 치주염의 발생의 주된 경로인 염증성 싸이토카인 조절에 자가포식이 관여함을 밝혀 치주염 치료제로서 자가포식 조절물질이 사용될 가능성을 제시하여 향후 자가포식 조절물질들을 탐색 및 개발하는 연구에 활용될 수 있음 • EGCG가 Radiation에 의한 단기기억 상실 및 인지기능 장애를 극복할 수 있는 약제가 될 수 있음을 제시하여 향후 환자를 대상으로 하는 연구에 활용될 수 있음 • 염증의 주된 매게 물질인 ROS에 의한 신경세포 손상을 EGCG가 예방하고 회복시킬 가능성을 제시하여 이에 대한 산업화에 활용될 수 있음 • 염증신호 전달자인 IKKβ가 학습 및 기억행동 실험과 해마 신경 줄기세포 증식 및 신경분화를 억제하였고, 세포고사를 증가시킴을 규명함으로써, 향후 IKKβ신호를 차단하는 약제개발에 활용될 수 있음 (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300009296

Influence of Seismic Failure Correlation on Plant System Risk

• 연구책임자 : □ 연구개요 - 플랜트의 합리적인 확률론적 지진 안전성 평가를 위해 SSCs간의 지진손상 상관성을 고려한 리스크 도출 방법론 및 그 영향에 대해 연구를 수행함 ● 원자력발전소는 일반구조물보다 지진으로 인한 사고의 영향이 사회 및 경제적 손실이 매우 크므로 지진 안전성은 더욱 강조됨 ● 지진이 발생하면 광범위 지역에 영향을 미치며, 원전을 구성하는 SSCs의 지진응답은 서로 유사하게 거동을 하게 되어 SSCs간의 손상확률에 상관성이 존재함 ● 원전의 지진 안전성 평가를 수행할 시 SSCs의 지진손상 상관성을 고려하여 원전의 취약도 및 리스크를 계산하는 것이 합리적임 □ 연구 목표대비 연구결과 - 원자력발전소의 확률론적 지진응답해석을 수행 ● 확률론적 지진응답해석을 통한 원자력발전소의 층응답스펙트럼 개발 ● 구조물 및 기기의 내진성능 평가를 위한 원전의 지진응답 증폭계수 도출 - 원자력발전소 SSCs간의 손상 상관성 도출 방법론 개발 ● 공간변동성 및 지진손상 상관성을 고려한 SSCs의 지진손상 상관성 도출 ● SSCs간의 지진응답 상관계수 Database 도출 - SSCs간의 손상 상관성을 고려한 확률론적 지진 안전성 평가 기술 개발 ● 단일호기 및 다수호기 SSCs의 지진취약도 분석 수행 ● 단일호기를 위한 SSCs간의 지진응답 상관계수 도출 방법론 개발 ● 다수호기를 위한 SSCs간의 지진응답 상관계수 도출 방법론 개발 ● 손상 상관성을 고려한 확률론적 지진 안전성 평가를 수행할 수 있는 프로그램 개발 - 원자력발전소 SSCs간의 손상 상관성에 의한 리스크 민감도 수행 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 플랜트시스템의 합리적인 확률론적 지진 안전성 평가가 가능 ● 지진에 의한 구조물, 계통 및 기기의 손상확률은 지진응답 상관성과 내진성능 상관성에 의해 손상확률에도 상관성이 존재하여 이를 고려하여야 함 ● 현실적인 플랜트시스템의 지진 리스크 평가를 통해 지진 리스크 평가 결과의 신뢰성을 제고 할 수 있음. - 다수호기 확률론적 지진 안전성 평가에 활용이 가능 ● 국내에 건설된 원자력발전소의 경우 한 원전부지에 다수의 원자력발전소가 건설되어 있어 다수호기에 대한 상관성 분석이 필요 ● 국내원전의 안전성에 대한 사회적 관이 높은 시점에서 ‘원전부지’의 안전성을 정량적으로 평가가 가능 - 복합재난에 대한 확률론적 안전성 평가에 활용이 가능 ● 상관성을 고려한 확률론적 지진 안전성 평가 기술은 지진뿐만 아니라 복합재난에 의한 상관성 분석에 활용이 가능 - 소형모듈원전에 대한 확률론적 안전성 평가에 활용이 가능 ● 일체형 계통 및 다수모듈을 가지고 있는 소형모듈의 원전에 확률론적 지진 안전성 평가 시 구성요소의 상관성을 고려하여 평가가 가능 (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300011301

Structural studies on allostery of Aryl hydrocarbon receptor(AHR) mediated by ligand binding

• 연구책임자 : □ 연구개요 ○ [Aryl hydrocarbon receptor (AHR)-ligand binding domain 구조 규명] AHR은 dioxin과 같은 다양한 환경 독성 물질 및 내인성 리간드에 의하여 활성화되는 전사인자로 전사 파트너인 ARNT (AHR nuclear translocator)와 결합하여 생체 내에서 adaptive metabolism, dioxin toxicity와 같은 생체내 대사 뿐 아니라 세포의 항상성 유지, 세포 분화 및 interleukin, T cell 등의 면역 세포 분화에 작용하여 다양한 생리적, 면역적 발달과 기능에 중요한 역할을 함. - AHR의 ligand 결합과 DNA 결합에 의한 구조적 연구를 진행하였지만 ligand 결합과 DNA 결합이 서로에게 주고받는 구조적 allostery 기전은 아직 밝혀져 있지 않았기에 본 연구과제를 통해 이를 수행하고자 하였음. ○ [AHR의 ligand 선택성 연구] 최근 연구를 통해 tryptophan 대사물질인 kynurenine과 그 파생물질들이 AHR의 내인성 리간드로 작용하여 면역계, 암세포를 비롯하여 다양한 생리적 영향을 한다고 연구되고 있음. 하지만 ligand의 다양성이 AHR의 기능에 어떠한 선택성을 주는가 대한 구조적 allostery에 관한 연구는 미흡한 실정임. 따라서 본 연구를 통하여 AHR의 다양성과 선택성이 AHR의 기능에 어떠한 선택성을 주는가 대하여 구조적으로 접근하는 연구를 수행하고자 하며, 최종적으로 AHR의 ligand 선택성에 영향을 미치는 구조적 allostery 메커니즘에 관한 연구를 수행하고자 하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 ◯ AHR-ligand binding domain(LBD) 과발현, 정제 시스템 확립 - AHR-LBD을 포함한 AHR 단백질을 과발현, 정제하기 위한 전략으로 AHR과 결합하는 ARNT 단백질의 construct를 동시에 설계하고 E. coli expression system에서 co-expression할 수 있는 duet vector를 제작함. - 하지만, 기초 정제조건을 탐색하였으나 발현량이 매우 부족하고 insoluble한 단백질의 비율이 높아 대장균 배양 및 표적단백질의 과발현 조건의 최적화가 필요함. - 또한, 대체 방안으로 제시한 mammalian cell을 활용한 expression system을 위한 vector 디자인을 설계하였음. -하지만, mammalian cell을 이용한 발현도 AHR 단독으로는 발현량의 한계가 있기에 ARNT나 HSP90와 같은 AHR과 결합하는 파트너 단백질들의 재조합 플라스미드도 설계, 제작하여 co-expression을 위한 조건을 탐색하고 있음. ◯ AHR-LBD와 ligand 복합체 구조 규명 및 상호작용 연구 - 이전 단계에서 LBD를 포함한 AHR을 충분한 양으로 획득하지 못하여 직접적인 AHR-LBD의 3차 구조 규명을 진행하지는 못 하였음. - AHR-LBD와 ligand 결합에 대한 구조 정보를 homogoly domeling 및 docking simulation을 병행하여 AHR-LBD와 다양한 lignad 들과의 상호작용에 대한 in-silico simulation 연구를 수행함. - 이를 바탕으로 AHR-LBD 내의 몇 개의 중요한 아미노산 잔기를 특정하여 후속 연구를 준비하고 있음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) - 본 연구를 통하여 설계, 제작된 다양한 AHR과 파트너 단백질들의 재조합 플라스미드와 수립된 발현 시스템을 활용하여 AHR의 구조 연구를 추가적으로 진행할 예정임. 또한 AHR의 재조합 플라스미드를 이용한 연구가 필요한 다양한 연구자들과 공동연구를 수행할 수 있는 연결 고리가 되리라 생각함. - 본 연구과제를 통하여 얻은 AHR-LBD의 model 구조와 ligand들과의 docking simulation으로 얻은 연구 결과 역시 향후 AHR의 ligand 선택성을 바탕으로 AHR를 표적으로 하는 추가적인 연구에 활용할 수 있을 것임. - 본 연구에서 얻은 AHR-LBD 단백질과 ligand와의 결합 simulation을 통해 얻어진 몇 몇 중요 아미노산 잔기들을 활용한 돌연변이를 통한 AHR의 기능에 관한 영감을 얻을 수 있었으며 이를 바탕으로 추가적인 연구를 진행해볼 예정임. - 이를 종합하여 AHR을 중심으로 한 면역학, 약물학 등의 관련 약학 전공 연구진들과 공동연구를 진행해볼 수 있을 것임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 제주대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300011067