□ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 기생식물 야고와 숙주식물 억새간의 유전자 이동 분석 ■ 전체 내용 기생식물의 야고내의 세포소기관(엽록체, 미토콘드리아) 및 핵유전자에 대해서 NGS기술을 활용하여 세포소기관내의 유전자 이동 혹은 수평적 유전자 이동에 대해서 연구를 수행함 ■ 1단계 ○ 목표 기생식물 야고의 유전자 이동분석 ○ 내용 야고내의 엽록체 유전자가 미토콘드리아로의 세포내 유전자 이동을 확인하였으며, 야고내의 엽록체 2개의 엽록체 유전자의 경우 숙주식물인 억새에서 야고로의 이동이 이루어졌음을 밝혀냄 □ 연구개발성과 기생식물인 야고내의 엽록체 유전자가 미토콘드리아로의 세포내 유전자이동이 일어난 것을 밝혀냈으며, 이 밖에 숙주식물인 억새에서 기생식물인 야고로의 이동 또한 다른 식물에서 야고로의 유전자 이동이 일어난 것을 밝혀냄 (SCI 논문 1편 투고) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 기생식물로 구성되어 있는 열당과내의 세포소기관 연구에 대한 기초자료 제공 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최경수
• 주관연구기관 : 영남대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 엽록체 유전체;미토콘드리아 유전체;세포내유전자이동;수평적유전자이동;염기치환률분석; 2. chloroplast genome;mitochondrial genome;intracellular gene transfer;horizontal gene transfer;substitution rates;

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;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ○ 본 연구의 최종 목표는 방사선 안전 및 규제를 위한 고정밀 방사선 영상 장비 개발로, CZT 반도체 검출기를 기반으로 한 4π소형 컴프턴 카메라를 개발하고자 한다. CZT 검출기 성장 시 2단계 열처리와 셀레늄 첨가를 통해 검출기 성능을 근본적으로 향상시키고, 각 측면에 독립적인 virtual Frisch-grid 전극 부착 및 신호 획득을 통해 기존 virtual Frisch-grid 검출기보다 30% 향상된 에너지 분해능과 600 μm 이하의 매우 우수한 공간 분해능을 달성하고자 한다. 이러한 향상된 성능을 기반으로 영상 장치는 16° 이하의 각도 분해능을 목표로 하며, 이때의 재구성 시간은 10 초 이하로 하고자 한다. ○ 전체 내용 ○ 기존에 사용하는 HPGe나 Si 등의 반도체 검출기는 크고 무거운 냉각장치를 필요로 하거나(HPGe), 결정 두께가 1 mm 미만이어야 하는 한계(Si)가 있으며, 비교적 낮은 원자번호와 밀도로 인하여 효율이 떨어지는 단점이 존재한다. CZT의 경우, 위 검출기에 비해 높은 원자번호와 밀도를 가지며, 무엇보다 냉각장치 없이 실온에서 사용할 수 있는 장점이 있어 차세대 방사선 검출 및 영상 장비로 각광을 받고 있다. ○ CZT를 검출기로 이용하기 위해서는 높은 품질의 단결정 물질이 요구되어 현재 제작 가능한 크기가 2×2×1.5 cm³ 정도로 제한되고, 그 가격이 단결정의 부피에 비례하여 기하급수적으로 증가한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 부피가 작은 CZT 결정에 virtual Frisch-grid 방법을 적용한 후 모자이크 형태로 배열함으로써 검출기를 구성하고자 한다. ○ 기존 virtual Frisch-grid CZT 검출기는 한 개의 결정 내에서 일어나는 반응에 대해 양극과 음극을 연결하는 방향(예를 들면 Z-방향)에 대해서만 결정보다 작은 단위로 방사선의 반응 위치를 알 수 있기 때문에 다른 방향(예를 들면 XY-방향)에 대해서는 결정 자체의 크기(수 mm)만큼의 공간분해능을 가지게 된다. 이에 본 연구에서는 검출기의 각 측면에 개별적인 전극을 만들어 음극/양극뿐 아니라 측면 전극에서 나오는 신호를 모두 검출하는 방식으로 검출기의 3차원 방향에 대해서 μm 단위로 반응의 위치를 측정할 수 있는 검출기를 개발하고자 한다. ○ 위 방식은 향상된 공간 분해능을 기반으로 검출기 응답의 불균일성을 μm 단위로 파악하고 보정할 수 있어 기존보다 수 배 향상된 에너지 분해능을 획득할 수 있으며, 컴프턴 영상에서도 매우 우수한 영상 분해능을 나타낼 것이라 예상된다. ○ CZT 성장에서 셀레늄 첨가 및 열처리를 통해 Zn segregation, Te 이차상 결함, 전위 등과 같은 결함 농도를 제어하여 보다 성능이 우수한 반도체 결정을 제작하고자 한다. □ 연구개발성과 ○ XYZ 모든 방향에 대해 μm 단위의 공간 분해능을 가지는 CZT 검출기 개발 ○ 2 단계 열처리와 셀레늄 첨가를 통해 성능이 우수한 CZTSe 결정 성장 ○ 기존 검출기에 비해 2 배 이상의 영상 분해능을 갖는 최신형 컴프턴 카메라 제작 ○ 국내·외 논문 게재: 5 편, 안전기술보고서: 3 편, 학술발표: 21 건, 특허 출원: 2(+1)건, 인력양성: 박사 1명 석사 2명 (2022.02. 박사 2명/석사 2명 졸업 예정) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 본 연구는 개별 검출기 자체의 성능을 근본적으로 수 배까지 향상시키는 연구이며, 개발하고자 하는 영상 장치는 별도의 냉각장치 및 기계적 집속기 없이 작동이 가능하여 휴대용 장비로도 매우 적합하다. ○ 아래 예시와 같이 생활 및 산업 현장에서의 방사선 검출 및 방사능 물질의 위치 파악과 관련된 분야 전반에 적용이 가능할 것으로 예상된다. - 방사선 방재를 위한 방사성 동위원소 탐지 - 방사선 재난 및 복구 시 방사능 물질의 분포 추적 - 발전소의 운영/제염/해체 시 방사선 모니터링 - 방사성폐기물 및 사용후 핵연료의 관리 시 방사선의 양, 종류, 위치 파악 - 국내외 핵물질의 추적 - 무역 물품에서의 방사성 물질 검사 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 이원호
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 방사선 검출 및 영상화;카드뮴 징크 텔루라이드 셀레늄;프리쉬 그리드;방사선 방재;다면 전극; 2. Radiation Detection and Imaging;CZTSe;Frisch-grid;Radiation Safety;Multi-pad;

본 연구는 식품 중 방사성 핵종 Tc-99 및 Co-60 에 대한 시험법을 확립하고 특정지역 (유럽)의 수입식품에 대한 오염실태를 조사하였다. 식품 내 Tc-99는 건조 및 분쇄, 균질화, 회화 등의 전처리 과정을 거친 후, 철 공침 및 음이온교환크로마토그래피법 등을 사용하여 추출하였다. 전처리 과정에서 발생하는 손실을 줄이기 위해 tracer 사용량, 회화 조건, 음이온교환수지 사용량 및 추출 용매량 등에 대해 최적화하였다. 또한, 액체섬광계수기의 분석조건 확립을 위하여 소광보정곡선 작성, 측정용기에 따른 배경방사능 비교, 분석 채널을 최적화하였다. 최적화한 시험법의 MDA는 CODEX guideline에서 제시한 기준치의 1/100 수준인 10 Bq/kg(영·유아식품 기준: 1,000 Bq/kg), 100 Bq/kg(기타식품 기준: 10,000 Bq/kg)을 충족하였고, 시험법의 유효성 검증을 위해 외부 분석기관과 교차검증을 실시하였으며, 선택성, 정확도, 정밀성, MDA 등을 확인 비교한 결과, 모두 허용범위를 만족하였다. 식품 내 Co-60 분석을 위하여 검체 전처리 및 기기분석 조건을 확립하였다. 고순도저마늄검출기의 계측조건을 최적화하기 위하여 검출기의 파라미터, 피크판정 조건, 피크면적 계산방법, MDA 계산법 등을 설정하여 최적화하였고, 이를 바탕으로 검출기의 에너지 및 채널교정을 수행하였으며, Co-60 분석을 위하여 배경방사능, 동시합산, 붕괴보정을 통하여 시험법을 최적화하였다. 최적화한 시험법의 MDA는 NUREG 4.16 계산식을 적용하였으며, 확립된 시험법의 MDA는 CODEX guideline에서 제시한 기준치의 1/100 수준인 10 Bq/kg을 충족하였다. 시험법의 유효성 검증을 위해 외부 분석기관과 교차검증을 실시하였고, 선택성, 정확도, 정밀성, 최소검출농도 등을 확인 비교한 결과 모두 허용범위를 만족하였다. 확립된 시험법을 이용하여 대형 원자력시설이 있는 특정지역(유럽)의 수입식품 (79품목, 124건)에 대하여 Tc-99 및 Co-60의 오염실태를 조사하였는데 모두 불검출로 '위해성 우려 매우 낮음'으로 나타났다. 다만, 헤이즐넛(1건) 및 링곤베리(1건)에서 Cs-137이 5.29 Bq/kg, 4.03 Bq/kg으로 미량 검출되었다. 본 연구를 통하여 유럽산 수입식품의 방사능 안전성을 확인하였고, 식품 중 방사능 안전관리 확대를 위한 시험법 및 기초자료를 마련하였다. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 김현경
• 주관연구기관 : 식품의약품안전평가원
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 식품;방사능;테크네튬(Tc-99);코발트(Co-60);모니터링; 2. Food;Radioactivity;Technetium(Tc-99);Cobalt (Co-60);Monitoring;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 ○ 전체 내용 북한 비핵화의 철저한 검증을 위하여 핵물질 이용 핵활동을 감시, 탐지, 채취, 분석, 해석, 평가하는 기술역량 개발과 투명성 확보가 시급한 국가·사회적 현안을 해결하기 위하여 실시간으로 방사선(중성자 및 감마선)의 위치 판별을 위한 영상장비를 개발하는 것을 목표로 함. 실시간 동시 중성자/감마선 영상장비는 기존 광학 영상장치와 방사성 물질에서 나오는 방사선 이미지를 합성해서 방사성 물질의 위치를 시각화하는 장치임. 대테러 감시 및 비핵확산을 목적으로 위치 민감형 대면적 실리콘 광증배관(SiPM) 어레이와 유기 섬광체(Stilbene) 어레이의 조합으로 이루어진 센서 모듈과 실시간 영상을 위해 최적화된 부호화 구경을 이용한 세계 최초 실시간 이중 입자 방사선(중성자/감마선) 영상 장치를 개발하고자 함 ○ 1단계 □ 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 □ 내용 o 부호화 구경(Coded-aperture) 방식은 특수한 형태로 설계된 집속기에 의한 입사방사선의 기계적 차폐를 기반으로, 투과된 방사선의 변조 패턴을 획득하고 이를 복원하는 과정을 통해 대상 물체의 영상을 획득하는 것임 o 부호화 구경의 개구부를 통과한 입사 영상을 부호화하는 방식에 따라 다양한 형태를 가지며 영상획득 방식을 제공하는 mask(aperture)가 디자인되어 있으며, 그 중 Uniformly Redundant Arrays(URA)와 Modified Uniformly Redundant Arrays (MURA), Hexagonal Uniformly Redundant Arrays(HURA) mask가 대표적임. 각각의 mask에 대하여 anti-mask가 따로 존재하며, mask와 anti-mask를 통과한 방사선의 검출 패턴을 복호화(decoding)하여 방사선원의 위치를 영상으로 재구성함 o 이중입자 방사선의 위치 영상화 기술은 방사선이 사용되는 원자력발전, 방사선 종사자 안전, 원전 해체, 핵연료 모니터링, 환경 방사선 모니터링, 폐기물 관리 등의 원자력/방사선 안전 분야와 방사선을 이용한 비파괴 검사 산업현장, 의료용 동위원소를 취급하는 병원, 그리고 방사선원을 발생 및 이용하는 가속기 운용 현장 등 다양한 분야에서의 적용이 가능한 최첨단 방사선 계측 기술임 o 미시간대학에서 개발된 부호화구경을 이용한 실시간 감마선 영상장비 기술을 첨단화하고 중성자와 감마선 신호의 구분을 위한 pulse shape discrimination(PSD)기법을 유기 섬광체(Stilbene)에 적용하여 중성자 및 감마선 동시 영상을 구현하는 SiPM과 유기섬광체를 이용한 세계 최초 이중 입자(dual-particle; neutron and gammaray) 영상장치 개발에 관한 것임 o 본 연구는 12 x 12개의 픽셀로 구성된 SiPM과 유기섬광체(Stilbene)가 결합된 센서 모듈과 centered mosaic의 최적화된 MURA 마스크(중성자 산란 및 감마선 차폐를 위한 텅스텐 사용)를 이용하여 하드웨어를 구성하고 획득된 신호를 PSD 기법을 이용하여 중성자와 감마선의 신호를 분리 함. 획득 및 분리된 검출기 영상을 본 연구실에 의해 개발된 반복적 영상 재구성법(MLEM)을 이용하여 중성자 및 감마선의 위치판별 영상을 동시에 구현하는 장비를 개발하고자 함 □ 목표 ◯ 2년차 목표 - 신호처리 회로 PSD 기법 적용 및 검증시험(Cf-252 선원 이용) - 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 - 실험 데이터를 이용한 MLEM 기반 방사선 영상 재구성 및 융합 영상 유효성 검증 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증 결과 확인 후 보완 - 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 □ 내용 ◯ 1차년에서 연구된 최적화된 MURA 마스크를 기반으로 실제 텅스텐 기반의 마스크를 제작하고 최적화된 영상 알고리즘과 하드웨어를 이용하여 실제 시스템으로 구성 ◯ 감마선/중성자 신호의 구분을 위하여 사용될 Stilbene 또는 plastic 어레이 기반의 유기 섬광체를 이용한 최적의 figure-of-merit(FOM)을 가지는 파라미터 도출 ◯ 최적화된 PSD 값을 이용하여 하드웨어 상 FPGA에 적용하여 감마선과 중성자 반응의 구분을 확인하였고 그에 따른 검출기 영상 데이터를 확보하여 1차년도에 개발된 영상재구성 알고리즘을 통한 영상 재구성을 시도하고 영상 특성을 분석 ◯ 검출기와 감마선의 반응도를 분석하기 위해 표준선원인 Cs-137, Ba-133, Co-57, Co-60, Na-22 등을 이용하여 감마선 반응 스펙트럼 및 검출기 영상을 확보하고 유기 섬광체를 이용한 감마선 핵종분석의 가능성 여부를 판단 ◯ 중성자의 경우 Cf-252를 구매하여 중성자 및 감마선에 대한 신호 분별 실험을 진행하고 각 선원별 영상을 분리 재구성 성공 ◯ 감마선/중성자 영상 장비의 성능 시험을 위하여 유기섬광체의 핵종 분석 능력, 검출효율, 방사선원의 위치 교정 등의 시험에 대한 장비 구축 및 절차를 완성 □ 목표 ◯ 3년차 목표 - 중성자 반응 실험(에너지 교정) - PSD 성능을 위한 최적화 시험 - 민감도 향상 기술 개선 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 시작품 개발 및 적용성 평가 □ 내용 ◯ Stilbene 어레이 및 Plastic 섬광체(EJ-276) 어레이 적용 중성자 반응 성능시험 (DD, DT, Pu-Be선원) ◯ 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 ◯ 고속 ADC 및 높은 bit resolution 기반 신호처리 회로 구축 및 실험 ◯ Charge Integral Method 변경 후 PSD 비교 평가 ◯ Internal gain 증폭 비교 후 최적의 PSD 조건 도출 ◯ 저에너지 감마선과 중성자의 PSD 능력 손실 보완 기술 개발 ◯ 최종 목표인 300초 이내에 중성자와 감마선 동시 영상 획득(50 cm 거리에서 85 μCi Cf-252 선원 영상 획득) ◯ LabVIEW 기반 사용자 인터페이스(graphic user interface; GUI) 개발 ◯ 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증결과 확인 후 보완 ◯ 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 ◯ 감마선-중성자 복합환경에서의 이중입자 영상 시험 □ 연구개발성과 o 정량적 성과 ⦁ 안전기술보고서 4건, 논문 게재(국내외 SCI) 4편 ⦁ 시작품 제작 1건 o 정성적 성과 ⦁ 핵물질의 중성자 및 감마선에 의한 영상을 획득하여 위치정보를 획득, 탐지 및 평가하는 핵사찰 활동 기술로 이용 ⦁ 사용후핵연료 중간저장시설의 안정적인 운영으로 임시저장시설의 저장공간 확보를 통해 향후 원자력 발전소의 안정적 운영에 기여 ⦁ 국민의 방사선 관련사고 및 핵테러 등의 국가적 재난을 예방 ⦁ 원전 제염 해체 시 방사성 폐기물의 오염 여부를 판단하는 장치로 사용하여 비용 절감에 기여 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 [기술적 측면] o 방사선 준위 분포를 측정하기 위한 방사선 검출기와 방사성 환경에서 운영되는 실시간 영상카메라를 결합한 시스템으로 원전시설 및 방사선 관련시설 주변의 방사선 준위 분포와 현장 영상을 동시에 감시할 수 있음 o 3차원 방사선원 위치 기술은 미지 선원의 핵종 및 위치정보를 동시에 제공함으로써 방사선 추적에 걸리는 시간을 획기적으로 단축하고 선원의 위치에 대한 매우 직관적인 정보를 제시하여 선량 수치 값에만 의존하던 기존 방사선 탐지 기술의 한계를 극복할 수 있으므로 방사선 안전에 대한 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것이라 기대됨 [경제적․산업적 측면] o 향후 원전폐로산업분야에서 사람이 들어갈 수 없는 방사성 환경을 관측하기 위해 로봇 탑재형 감마카메라 등이 중요한 역할을 함 o 선진국에 비해 낙후된 방사선 계측 기술을 고도화 및 선도화를 통한 기술의 자립도를 향상시킴 o 첨단 방사선 계측 기술을 구축하여 원전 시장에 기술경쟁력 있는 제품을 수출함으로써 국부 창출에 기여함 o 원자력 분야의 블루오션인 방사선 안전 및 방호 측면의 신산업 동력으로 활용하여 일자리 창출과 청년 창업 증대 등에 기여가 가능할 것임 [사회적 측면] o 본 시스템에 내장된 센서는 핵종분석능력이 뛰어나 인공방사성핵종이나 핵물질을 구분하여 탐지할 수 있기 때문에 방사성 및 핵물질 불법거래 및 운반으로 인한 국가적 재난을 예방하고, 주변국들의 핵활동 탐지 기반 기술에도 기여할 수 있음 o 국가 중요 관공서, 공항만, 열차 및 버스터미널, 대규모 스포츠 행사장, 공공장소, 대형 백화점 또는 할인매장 등의 다중이용 시설에서 발생할 수 있는 방사능 관련사고 및 핵테러를 효율적으로 예방하고 대응할 수 있는 카메라/방사선 통합 감시 시스템임 o 방사능 및 선량에 관한 보다 쉽고 자세한 정보 제공을 통해 방사선 및 방사능에 대한 일반인들의 인식 개선과 기술 정보에 대한 대중의 접근성을 향상할 수 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정만희
• 주관연구기관 : 제주대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 이중입자;부호화구경;신호파형 분별기법;섬광체;실리콘 광증배소자; 2. Dual-particle;Coded-aperture;Pulse shape discrimination;Scintillator;SiPM;

□ 연구개요 본 연구는 유방보형물을 삽입 후 방사선 치료가 진행되었을 때 무세포 동종 세포의 역할 및 이상적 수술 방법 확인을 위한 연구였다. 먼저, 유방보형물을 이용한 동물모델을 확립하고 구형구축을 유발할 수 있는 최적의 방사선 농도를 확인하였다. 이후 보형물이 접촉하는 조직의 종류에 따라 피막의 형성 및 구형구축의 발생율이 달라질 수 있음을 확인하였고 근육의 사용이나 접촉 없이 무세포동종진피로 보형물을 최대한 감싸는 형태가 방사선으로부터 피해가 가장 적은 것을 확인할 수 있었다. 또한 무세포 동종진피의 세척 및 소독과정에서 멸균 효과가 가장 뛰어난 소독용액을 확인하고 이를 임상에서 사용할 수 있는 기반을 마련하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 유방보형물 동물 모델을 만들고 적정량의 방사선 조사량을 확인하여 동물모델에서 방사선 조사를 통한 구형구축을 현상을 재현하였다. 본 연구의 1차 목표인 최소치사량이면서 최대조사량 확인을 위한 과정을 거쳤고 35Gy를 5회 분할하여 조사한 형태가 최대한 구형구축을 유발하면서도 쥐에 치사량에 도달하지 않는 이상적 조사량으로 확인되었다. 2차 목표인 방사선 조사 시 피해가 최소화 될 수 있는 수술 방법을 찾기 위한 연구를 수행하였다. 근육이나 흉벽 등과 달리 무세포동종진피와 접촉한 부분은 피막의 형성과 염증의 형성이 적어 방사선 조사 상태에서 구형구축의 가능성이 낮은 것으로 확인되었다. 따라서 방사선 조사시 무세포동종진피의 보호 효과가 있는 것으로 입증되었기에 무세포동종진피로 보형물을 완전히 감싼 형태가 방사선으로부터 보호 효과가 가장 큰 것을 확인할 수 있었다. 또한 본 연구를 위해 사용한 무세포동종진피에서 발생하는 균 오염을 제거하기 위해 세척 용액의 멸균 효과에 대한 연구를 추가로 진행하였다. 이는 1,2차 목표를 달성 후 추가적 연구 성과를 위해 진행하였다. 무세포동종진피에 유방보형물 수술 중 가장 많이 오염되는 MSSA, MRSA, S. epidermidis 세균을 배양시킨 후 이를 10% povidone-iodine, 0.5% chlorhexidine, antibiotics, taurolidine에 30분간 세척하였고 이 실험을 통해 조직의 변형 없이 통계적으로 의미 있는 멸균 효과는 10% povidine-iodine 과 taurolidine solution에서 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 현재 임상에서 유방보형물의 삽입하는 수술 방법에서 특히 방사선 조사가 예상될시에 무세포동종진피로 보형물을 완전히 싸고 이를 근육위로 삽입하는 것이 방사선 조사로부터 피해가 최소화 될 수 있다는 것을 확인하였다. 이를 통해 현재 시행되고 있는 새로운 임상 수술 방법의 유효성에 대한 기초 근거를 마련하게 되었다. 또한 유방보형물 재건 동물 모델을 확립하였고 구형구축을 만들기 위한 이상적 방사선 조사량도 확인하였다. 이를 통해 구형구축과 및 방사선 관련된 연구에서 관련 치료제나 약물을 적용하는 연구에 이를 적용할 수 있는 기반을 마련하였다. 또한 무세포동종진피의 이상적 세척 용액의 유효성에 대한 근거를 마련하였다. 실제 임상에서 균오염에 취약하여 무세포동종진피의 세척 방법에 대한 가이드라인을 제시할 수 있게 되었고 이를 통해 보형물 재건 수술 후 감염 발생의 감소를 기대할 수 있게 되었다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 한현호
• 주관연구기관 : 서울아산병원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 보형물;유방재건;방사선치료;구형구축;무세포동종진피; 2. implant;breast reconstruction;radiation therapy;capsular contracture;acellular dermal matrix;

□ 연구개요 - The impacts of the mass uncertainty on the nuclear structure, decay properties, estimated cross sections, and astrophysical calculations were investigated. - Preparations including beamtime proposals, letters of intent, and computer code for measurements of exotic isotopes have been conducted. - Based on this project, graduates students can enhance the knowledges in nuclear astrophysics and skills to prepare experiments. - The results in this project were published in 11 SCIE papers and report in several conferences. □ 연구 목표대비 연구결과 - The half-lives of isotopes have been examined to identify the feasibility of the mass measurements. The sensitivity of the half-lives and cross sections to the nuclear mass of superheavy nuclei have been studied. The results were published in 4 papers [1,2,3,4]. - The studies on the nuclear level density of heavy nuclei related the s-process were experimentally and theoretically performed and reported in 2 papers [5,6]. - The sensitivities of the astrophysical reaction rates to the nuclear mass were studied and reported in 2 papers [7, 8]. - The sensitivities of the beta-decay rates of heavy nuclei, conditions of r-process waiting points, and r-process abundance were investigated. The results were published in 2 papers [9, 10] - A computer code for pre-estimating mass measurements was programmed and report in 1 paper [11]. - The mass measurement for the 65As nuclei was prepared by considering the production yields, mass resolving power, and precision level. The results are in the preparation for submitting to an SCI journal. - Two letters of intent have been submitted to TITAN and RAON facitlities. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - The results, which were reported in 11 SCI papers, provide useful information not only for nuclear astrophysical understanding but also for precise mass measurements at RI beam facilities. - The computer code is helpful for estimating the feasibility of the precise mass measurements at MR-TOF mass-spectrometer laboratories. (source : summary of research results 2p)

• 연구책임자 : NGUYEN NGOC DUY
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 이국적인 핵;rp-프로세스;핵합성;질량 불확실성; 2. exotic nuclei;MR-TOF;rp-process;nucleosynthesis;mass uncertainty;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김윤혜
• 주관연구기관 : 순천향대학교
• 발행년도 : 20220700
• Keyword : 1. 방사선치료;침샘;오가노이드;환자맞춤형;조직재생; 2. Radiation;Salivary gland;Organoid;Personalized medicine;Tissue regeneration;

□ 연구의 목적 및 내용 < 최종목표 > 동시 항암화학방사선치료를 받은 3기 비소세포폐암 환자의 임상정보, 영상정보와 조직병리검사 정보를 수집하여, 통합 데이터베이스를 구축하고 이를 이용하여 치료반응 및 예후를 예측할 수 있는 딥러닝 기반 예후예측모델 개발 □ 연구개발성과 < 정성적 성과 > ✓ 2015년부터 2021년까지 약 6년간 본원에서 3기 비소세포폐암으로 동시 항암화학방사선치료를 받은 300명의 환자의 임상데이터와 치료 데이터 수집 ✓ 상기환자들의 영상데이터 수집. 영상데이터는 조영증강 흉부 CT와 PET/CT에서 종양 크기, 전이된 영역림프절, standardized uptake value(SUV)등의 데이터 수집 ✓ CT, PET 등의 영상검사의 DICOM 파일을 수집하여, 딥러닝을 위한 데이터 베이스 구축 ✓ 구축한 데이터베이스의 영상검사를 이용한 폐암의 예후를 예측하는 딥러닝 모델 구축 □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) ✓ 3기 폐암에서 동시 항암화학방사선치료의 효과를 예측할 수 있는 예후예측모델을 개발함으로써, 동시 항암화학방사선치료가 적합한 환자의 선별을 통해 환자 맞춤형치료의 임상근거 확립 및 표준지침 마련 ✓ 개발된 딥러닝 기반 예후예측모델을 이용하여 이를 외부 검증하기 위한 다기관 임상연구의 토대 마련 ✓ 향후 대규모 전향적 임상시험 설계의 기반 마련 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 서양권
• 주관연구기관 : 국립암센터
• 발행년도 : 20221000
• Keyword : 1. 비소세포폐암;동시항암화학방사선 치료;치료반응;생존율;예후예측모델; 2. non-small cell lung cancer;concurrent chemoradiotherapy;therapeutic reaction;survival rate;prognosis prediction model;

□ 연구개요 국내에서는 제비꽃속 식물의 여러 종류를 특산, 희귀, 멸종위기야생식물 및 적색목록 등과 같은 국내 주요 식물 자원으로 구분하고 있음. 하지만 대부분 분류군간 형태적, 생태적, 생식적 변이가 매우 심해 이에 대한 많은 분류학적 연구가 진행되었음에도 불구하고, 현재까지도 실체가 불분명한 분류군들이 많이 존재하고 있음. 특히 국내 주요 식물로 구분되고 있는 종류에 대한 연구는 매우 미비하여 이에 대한 재검토 및 기초 정보의 축적이 필요한 실정임. 따라서 본 연구는 국내 주요 식물자원인 제비꽃속 식물의 엽록체 게놈 및 핵DNA 45S rRNA지역에 대한 염기서열을 분석하여 분류군간의 유전적 차이점을 입증하고, 이를 기초로 DNA 바코드 구간 및 마이크로새털라이트 마커 등 종간 구별을 위한 정보를 발굴함으로서, 국내 주요 식물자원에 대한 적극적인 관리 및 보호 전략을 구축하는데 유용한 자료를 제공하고자 수행됨. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 국내에 분포하는 제비꽃속 식물 중 특산, 희귀 및 멸종위기식물, 적색목록으로 구분되는 종류의 식물 목록을 재정리하고, 이 결과를 바탕으로 각 분류군의 유전적 차이점을 입증하여 종간 구별을 위한 유용한 정보를 발굴하는 것이 최종 목표임. 그 결과 화엄제비꽃, 섬제비꽃, 여뀌잎제비꽃 등 3분류군은 오동정이거나 실체가 없는 것으로 확인되어 국내 주요 제비꽃속 식물은 총 11분류군으로 재정리되었음. 이 중 북한 분포종인 장백제비꽃과 갑산제비꽃 등 2종류를 제외한 나머지 9분류군에 대한 NGS 분석을 수행함. 엽록체 유전체의 구조는 모두 일반적인 엽록체 구조와 동일하였으며, 크기는 156,507-158,162 bp의 범위로 나타남. 또한 각 게놈의 유전자 수는 77개의 coding gene, 30개의 tRNA, 그리고 4개의 rRNA로 동일하였으며, G+C함량은 36.2-36.3%의 범위로 모든 분류군에서 거의 유사하였음. 핵DNA의 45S rRNA 길이는 5,874-5,895 bp의 범위였고, 18S rRNA와 5.5S지역의 길이는 모든 분류군이 동일하였음. 각 분류군의 염기서열을 이용하여 nucleotide diversity (Pi)값을 분석한 결과, 엽록체 게놈에서는 총 11개 유전자 구간이 상대적으로 높은 Pi값을 보였고, 이 중 3개 지역(petA-psbL, ndhF-ccsA, ccsA-ndhD)의 parsimony informative sites (PICs) 비율이 2.5이상이었으며, 핵DNA의 45S rRNA에서는 ITS지역의 Pi값이 높았음. 10bp 이상의 simple tandem은 각각의 분류군에서 37-66개로 확인되었고, 이 중 4개 지역(rpl16, trnH-psbA, trnR-atpA, petN-psbM)이 종간 변이를 가장 많이 포함하고 있었음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 확보된 염기서열 정보는 국내 주요 생물자원의 주권 확보를 위한 유전식별 자료로 활용할 수 있을 것임. 개발된 종 특이적 분자 마커는 제비꽃속 식물의 유연관계 및 분류군의 위치를 명확하게 구명하는데 유용하게 사용될 수 있을것으로 판단됨. 뿐 만 아니라, 다량의 샘플을 구하는 것이 매우 어려운 특산식물, 희귀 및 멸종위기식물, 적색목록과 같은 국내 주요 종의 보존 전략을 수립하는데 필요한 유전 정보를 제공함으로서 이러한 종류를 증식 및 보존·복원하고 국가 자원으로 활용하는데 매우 유용하게 사용될 것으로 예상됨. 또한 관상용으로써 새롭게 개발될 신품종을 위한 고유 마커 개발의 수단으로 이용되어 경제적 이익을 창출 할 수 있는 종·품종의 식별 및 권리 보호 등에 적용할 수 있을 것으로 기대됨. 나아가 본 연구에서 사용된 분류군의 방대한 염기서열 정보는 NCBI의 GenBank에 공개함으로써 많은 중견 연구자 및 신진 연구자들의 연구에 유용한 기초 자료로 활용되고자 함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 유기억
• 주관연구기관 : 강원대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 제비꽃속;엽록체;핵;DNA바코드;마이크로새털라이트; 2. Viola;Chloroplast;Nuclear;DNA barcode;Microsatellite;