□ 연구개요 ■ 국내 화재의 약 63%는 (2017년) 건물화재가 차지하고 있으며 건물 대부분이 철근 콘크리트 구조(RC)로 이루어져 있음. 화재가 소화활동으로 진압되면 RC 구조체는 적절한 진단 및 보수를 거친 후 재이용 되는 것이 일반적이므로, 콘크리트에 가해지는 고온이나 소방활동 과정에 발생하는 수분 공급이 콘크리트의 물리 화학적 성질 및 성능에 미치는 영향은 RC 구조물의 재이용 시 건물 안전성 평가기준이 되는 매우 중요한 정보임. ■ 콘크리트의 성능은 물과 시멘트의 반응으로 생성되는 시멘트 경화체가 큰 역할을 차지하며, 가열에 의해 시멘트 경화체 중 칼슘 실리케이트 수화물(C-S-H)의 탈수 및 분해에 의해, 콘크리트의 역학적 성능이 크게 변화하는 것으로 알려져 있으나, 그 영향에 대한 메커니즘은 아직 명확히 밝혀진 바가 없음. 또한, 가열 후 수분공급에 의한 재수화 과정이 시멘트 경화체의 구조 및 역학특성에 미치는 영향에 대해서도 불분명함 . ■ 본 연구과제에서는, 다양한 화학 조성(Ca/Si)을 가지는 순수 합성 C-S-H와 시멘트 경화체를 제작하여, 재료과학 분야 첨단 분석방법 중 하나인 고체 ²⁹Si NMR 과 세계 최대 규모의 최첨단 가속기 X-선 산란(일본 SPring8)을 활용하여 “다양한 고온가열 및 재수화에 의한 시멘트 경화체의 구조 및 성능 회복 메커니즘”을 규명하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 연구 목표 1. 수화물 구조해석 ● PDF와 NMR을 통하여 시멘트 수화물 중 가장 중요한 역할을 하는 C-S-H 분석하였음. ● C-S-H의 원자 간 거리 분석을 통하여 시멘트 경화체 내 C-S-H 변화에 대한 연구 진행. ● In-situ X-ray scattering 실험을 통하여 얻은 PDF와 XRD 결과를 토대로 나노 단위에서의 C-S-H 역학적 성능을 평가하는 방법을 제시함. ● Ca/Si 비율이 달라짐에 따라 역학적 성능에 차이를 보임을 증명함. ■ 연구 목표 2. 회복 성상 해석 ● 다양한 고온 환경 (200 ~ 1000℃) 및 재수화 조건 (시간, 상대습도)을 활용하여 시멘트 경화체 및 콘크리트 구조물의 회복 성능에 대하여 평가를 진행하였음. ● ²⁹Si NMR, XRD, Microtest, Optical microscope, 밀도 측정기 등을 활용하여 여러 측면에서 회복성상을 관찰 하였음. ● 재수화 진행 시 C-S-H의 MCL과 시멘트 경화체의 압축강도의 선형적 관계를 파악하였음. ● 일부 나노물질의 혼입 시 (CNT, 나노 실리카) 회복 성상에 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 관찰하였음. ■ 연구 목표 3. 화재피해 저감 및 회복 촉진 물질 도출 및 실용화 ● CNT를 시멘트 페이스트에 혼입 시 화재 발생 전과 후 모두 강도 증진이 발생하였음을 확인. ● 나노 실리카 혼입 시 재수화 과정을 진행 한 후 일반 포틀랜드 시멘트에 비하여 강도가 크게 증진된 것을 확인하였음. ● 분산성, 배향성 검토를 통한 최적의 나노 물질 혼입 방안 및 배합비 제시를 위한 기초연구 진행. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ■ 본 연구에서 얻은 C-S-H의 역학성능 열화 및 회복 등의 매크로 스케일의 현상과 ²⁹Si NMR, 고 에너지 X-선 산란에서 도출한 분자 레벨의 해석 결과간의 상관성을 명백하게 밝혀냄으로서, 화재와 같은 고온피해를 입은 콘크리트 역학특성변화 매커니즘을 세계 최초로 순수 C-S-H의 특성에서부터 규명하는 것이 가능하다고 사료됨. 이는 시멘트계 재료인 콘크리트까지 확장 적용 가능한 기초 이론 자료로서 활용이 가능하며, 발표된 연구 내용은 추후 세계적으로 널리 인용될 것으로 사료됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 배성철
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 시멘트;가열;X-선 산란;핵자기공명;재수화; 2. Cement;Heating;X-ray scattering;NMR;Rehydration;

IV. 사업수행결과 ○ 융합PET(PET/MRI 및 PET/CT)를 이용한 다중-다기능 분자영상을 이용한 임상 치료계획 및 치료반응 평가지표의 임상적 유효성 평가 연구(유방암, 림프종, 뇌종양, 치매 및 파킨슨병 뇌질환용 방사성의약품평가 등) ○ 소동물 PET/CT 및 MRI장비를 이용한 다기능 융합 영상법 개발 ○ 고분해능 뇌영상 기반 뇌질환 진단 기초연구기술 개발 ○ 종양모델 진단평가를 위한 PET-MRI융합영상법 개발 ○ 추적자 동력학 기반 PET-MRI융합분석법 개발 ○ 기관 내외 연구자들의 소동물 전임상연구 지원 활성화를 위한 기관내 장비운영 및 이용지원 체계 수립 추진 ○ 치매성 뇌질환 진단용 신규 방사성의약품 평가 임상시험 수행 및 전립선암 진단용 신규 방사성의약품 임상시험 추진 ○ 본 연구사업의 주목표인 MC-50 사이클로트론을 통한 이용 연구자들의 시설 활용지원은 통계에 따르면 총 15개 기관의 연구를 지원하였다. 가속기 가동시간은 총 1003시간이며 RI 생산 빔 조사 지원건수는 63건이고 외부 이용자 지원건수는 지원건수는 180건(내부이용: 78건, 외부이용: 102건)로 총 243건을 기록하였다. ○ 또한 MC50 사이클로트론의 안정적 운영은 본 연구사업의 융복합 연구과제 지원 관련 장비가동률에 있어 당해년도 목표치 90%에서 99%로 초과 달성하였으며, 실험지원 목표 230건 이상을 무리 없이 지원하였다. ○ 50 MeV 사이클로트론 기반으로 한 차세대 PET 방사성동위원소 3종(Cu-64, Zr-89, I-124)은 의학원에서 국내 최초로 개발하여 연구용으로 국내 의료기관 및 연구소에 무상으로 공급(단, 포장 및 배송료는 주문자 부담)하고 있으며 국내 총 14기관이 사용허가를 보유하고 의학원으로부터 공급 받아 분자영상 및 핵의학기술에 대한 R&D에 활용하고 있음. Cu-64는 3,705.5 mCi/173건, Zr-89은 69 mCi/15건, I-124는 129.4 mCi/26건을 생산하여 공급하였음 (출처 : 요약문 6p)

• 연구책임자 : 이교철
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 양전자방출단층촬영술;융합영상시스템;다기능방사성의약품;다기능융합분자영상;임상연구사이클로트론;양성자;중성자;중양성자빔; 2. PET;hybrid imaging system;multi-functional radiopharmaceuticals;multi-functional hybrid molecular imaging;clinical study;MC-50;cyclotron;proton;neutron;deuteron beam;

Ⅲ. 사업 내용 및 수행결과 1. 대표적 정량적 사업성과 ▪ 실험동물용 방사선 조사기 이용 연구지원(목표: 250건, 실적: 252건) ▪ 소동물용 X선 광학영상촬영장비 활용(목표: 110건, 실적; 112건) ▪ 동물실험윤리위원회 심의 진행 및 승인된 동물실험 수행(목표: 145건, 실적: 148건) ▪ 효과적인 동물실험 지원 - 시설적 지원(목표: 260건, 실적: 389건) - 기술적 지원(목표: 40건, 실적: 41건) ▪ 동물실험 수행 연구자 대상 관련 교육 실시 – 이용자교육(목표: 20건, 실적: 42건) - 동물실험윤리교육(목표: 50건, 실적: 82건) 2. 대표적 정성적 사업성과 ▪ 한국원자력의학원 내 동물실험진행 총괄(관련 법규 준수) ▪ 실험동물 사육 최적화 및 연구결과 신뢰성 증진을 위한 사육환경 유지 ▪ 방사선의학 연구 위한 실험동물 모델 구축 ▪ 실험동물센터 온라인 신청시스템 운영 ▪ 실험동물센터 온라인 사육현황시스템 운영 ▪ 방사선특화동물시설 운영관리 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 이민영
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 방사선;실험동물;특정병원균부재;동물모델;동물실험윤리위원회; 2. radiation;laboratory animal;specific pathogen free;animal model;IACUC;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 • LED 조사가 발효 미생물의 생육에 미치는 영향과 관련 기작 연구 • LED광원과 반응하는 발효식품 내 감광성 생리활성성분과 발효미생물들과의 상호작용 구명 • 최적 LED광원에서 유산균의 감광성 분석과 유산균 대사산물의 감광성 탐색 및 기능성 변화 연구 ◼ 전체 내용 LED광원이 발효미생물의 생육에 미치는 영향을 조사하고, 다양한 LED광원에 반응하는 식품 내 생리활성성분의 탐색 및 유용 미생물들과의 상호 관계를 밝혀 발효식품의 가공ᆞ저장 라인에 적용할 수 있는 LED광원과 발효식품의 기능적, 미생물학적 안정성을 밝히고자 함. ◼ 1단계 ❏ 목표 LED((Light emitting diode)에 의한 발효 미생물들의 생육 조절 작용 연구 ❏ 내용 ◯ LED광원처리에 따른 발효미생물[김치발효유산균(Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides) 김치산막효모(Pichia속)]의 생육 촉진/저해/조절능 탐색 ◯ 광원조사에 의한 발효 미생물의 대사산물 변화와 미생물 대사산물의 LED 광원에 대한 감광활성 작용 연구 ◯ 발효식품 중 LED광원에 대한 반응 유산균 탐색, 분리 및 동정 ◼ 2단계 ❏ 목표 LED광원에 의한 발효식품 내 생리활성 성분과 발효 미생물의 상호작용 연구 ❏ 내용 ◯ LED광원에 의한 광활성화 발효식품성분 탐색과 발효미생물에 미치는 영향 연구 ◯ LED 조사에 의한 감광성 생리활성 성분들의 발효미생물의 생육에 미치는 영향 분석(감광성에 의한 저해/촉진/조절 작용의 변화, 대사산물의 변화) ◯ LED 광 반응성 발현 유산균의 감광성 생리활성 성분과의 상호작용 및 관련 기작 연구 ◼ 3단계 ❏ 목표 유산균의 생육조절 관련 광반응성 대사경로 탐색과 적정 LED 적용 조건 분석 ❏ 내용 ◯ 유산균의 광반응 대사 분석과 유산균 대사산물의 감광성 탐색 ◯ 감광성 생리활성 성분의 상호작용과 유산균 생육 조절을 위한 최적 LED 조건 분석 ◯ 광 반응성 유산균의 프로바이오틱 기능성 탐색 및 LED조사에 의한 기능성 변화 연구 ◯ 발효식품의 가공ᆞ저장 라인에의 적용을 위한 LED조사 조건탐색 □ 연구개발성과 ◯ 논문실적: SCI 2건, KCI 1건 ◯ 특허출원: 2건 ◯ 학술대회발표: 9건 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ◯ 활용계획 • COVID19로 인해 전세계적인 한국발효식품의 선호도 증가로 수출 저장 유통의 신기술을 확보하며 개선된 발효법 활용 • 광활성 식품성분의 생리 기능성에 대한 체계적인 연구를 바탕으로 식품기능성/생리기능성 맞춤형 식품생산을 위한 응용 • 친환경, 저비용의 LED 광원은 중소 농·식품업자들에게 고효율의 실용적인 기술을 제공하고, 식품업계는 물론 제약, 화장품업계까지도 융합기술로 활용 가능 • 발효미생물과 광감응을 이용한 전통발효식품의 위생화 및 안전 저장 기술의 응용 ◯ 기대효과 과학 기술적 측면) LED 광조사에 의한 발효식품의 저장성과 가공라인 기반기술로의 확장이 기대됨. 또한, 고부가가치의 발효식품 소재 확보와 기능성 제고 기대 경제 산업적 측면) 고비용의 식품발효조절체계와 저장/위생관리에서 경제성, 접근성, 안정성면에서 탁월한 장점을 보유한 원천기술 확보 기대 사회적 측면) 대사연계 적용연구를 통해 복잡한 발효식품계와 광원과의 상호작용 연구를 통해 다양한 식품품질변화요인에 있어 조절과 제어 개념의 재정립 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 오영지
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword :

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 방사광 영상기법을 이용한 초기 폐암의 방사광 영상 진단 기술 개발 ◼ 전체 내용 고정밀 고해상도의 3차원 영상 획득이 가능한 방사광 영상기법과 폐암 특이적 생기능성 나노입자를 이용한 폐암의 비침습적 진단 모델을 구축함. ◼ 1단계 ❏ 목표 생기능성 나노입자를 이용한 폐암 표지자의 제작과 염색방법의 개발 ❏ 내용 30nm 크기의 Au, Ag 금속입자와 EGFR L858R, TTF1 antibody를 결합한 생기능성 나노입자의 합성과 폐암조직 내 염색기법을 확인하고 방사광 영상 획득을 계획함. ◼ 2단계 ❏ 목표 초기폐암진단을 위한 방사광 영상획득 모델의 구축과 임상적 응용가능성 검증을 위한 예비실험 계획 수립 ❏ 내용 염색된 폐암조직에 대해 PLS-II와 Photon Factory의 BL14B/C에서 방사광영상을 획득함. □ 연구개발성과 PLS-II 6C BMI와 Photon Factory BL14B/C에서 방사광 영상기법을 이용한 폐암영상 획득 protocol을 구축함. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 연구를 통해 방사광 X선을 이용한 폐암 검체의 영상획득 방법을 개선하였으며 PLS-II 6C BMI의 구조 개선을 통한 국내 가속기 기반 의생명 연구역량을 향상시킴. 생기능성 나노입자의 분포와 폐암 검체 내 특정 유전자 변이를 확인할 수 있었으며 또한 해외연구소와의 협력강화를 통해 임상연구로의 발전을 기대할 수 있음. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이은주
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 방사광;폐암;진단; 2. Synchrotron radiation;lung cancer;diagnosis;

□ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 기존보다 정확하게 장기간에 걸친 노화를 예측하는 Cyber Physical System 도입 ■ 전체 내용 실험 데이터를 재료 특성의 관계를 규명하는 분석 모델 및 수치 모델을 개발하고, 열화의 자동 탐지 및 분류를 위한 딥 러닝 기법을 이용하여 기존 방식의 실험보다 정확하게 장기간에 걸친 노화를 예측하는 Cyber Physical System를 도입한다 □ 연구개발성과 2 종류의 시스템 개발, 통계적 거동에 대한 최적화 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 재료의 열화에 의한 재료의 변형과 parameter의 변화를 검사할 작은 device 및 시스템의 개발로 통계적으로 열화 정도를 판단하고 재료의 남은 수명을 빠르게 진단하여 원자력발전소와 같은 주요 기기에 대한 신뢰도를 확보하고 이용 기간을 수치에 기반하여 합리적으로 연장할 수 있다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : Matte Kishore Babu
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 미세구조 결함;자기 특성;비파괴평가;사이버 물리적 접근법;철강구조물 안전; 2. Microstructural defects;Magnetic properties;Nondestructive evaluation;Cyberphysical approach;Steel structure safety;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 금속수소화합물의 수소 저장 능력 향상과 이를 위한 핵자기공명기법 개발 ○ 전체 내용 ● 다양한 크기와 특성을 갖고 있는 mesoporous materials(기공 구조물)에 금속수소화합물을 침윤(infiltration)시켜 수소 기체의 탈착/흡착을 향상시키는 과정을 물리화학적으로 이해함. ● 금속 촉매가 금속수소화합물의 산화 및 수소 탈착에 미치는 영향을 확인함. ● 금속수소화합물의 산화정도가 수소 탈착 온도에 미치는 영향 파악함. ● 기공 구조물의 물리화학적 특성을 파악함. □ 연구개발성과 ● 고체 핵스핀 이완 현상이론으로 LiBH₄, Mg(BH₄)₂와 Ca(BH₄)₂ 등의 금속수소화합물의 BH₄ 원자단의 회전 운동에 대한 정밀한 해석과 함께 열역학적 함수값을 측정함. ● MCM-41과 ZSM-5, SBA-15 제올라이트에 침윤된 Mg(BH₄)₂의 탈수소화 과정 확인함. 기공 구조에 따른 큰 차이를 보이지는 않음. ● MCM-41 기공 속에 침윤된 Mg(BH₄)₂과 MCM-41 고체 표면에 침착된 Mg(BH₄)₂의 수소 탈착 반응에 대한 DSC 측정 연구를 수행함. ● LiBH₄ , Mg(BH₄)₂ 화합물에 대한 촉매 (ScCl₃, TiF₃, NiCl₂) 효과를 검증하고, 촉매의 첨가량에 따른 탈수소화 반응 온도의 변화를 측정함. ● LiBH₄, Mg(BH₄)₂와 Ca(BH₄)₂ 등의 붕화수소화합물이 산화되어가는 속도 및 산화정도에 따른 탈수소화 온도의 변화를 측정함. 산화의 정도가 미치는 영향은 미미함. ● 붕화수소화합물의 산화에 대한 금속 촉매의 영향을 파악함. 금속 촉매의 산화 방지 및 탈수소화 온도에 미치는 영향은 미미함. ● 금속수소화합물을 침윤시킬 기공 구조물의 하나로 제올라이트의 내부 구조에 대한 실험을 수행함. CPMAS와 REDOR 기법을 활용하여 인으로 개질된 제올라이트 내부의 화학적 특성을 파악함. 알루미늄에 결합되지 않는 인 화합물은 열화 과정에 의해 제거되었고 알루미늄에 결합한 인 화합물은 열화 과정 중에도 살아남아 산 촉매로서의 기능을 할 수 있는 구조를 유지함을 확인함. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ● 사중극자 핵스핀-격자 이완 현상에 대한 분광학적 이론 및 동력학적 해석에 대한 결과를 이용하여 topological insulator와 같은 물질의 전기적 특성을 확인하기 위한 electron band structure 연구에 활용함. ● 금속수소화합물의 특성 개선 및 물리화학적 특성 연구에 활용함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김철
• 주관연구기관 : 한남대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 금속수소화합물;수소저장물질;핵자기공명분광학;사중극자원자핵;금속촉매; 2. Metal hydrides;Hydrogen storage materials;Nuclear magnetic resonance spectroscopy;Quadrupolar nuclei;Metal catalysts;

□ 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;

Ⅳ. 연구개발결과 - 방사광 X-선 형광 이미징 기반 스테레인스강 2종의 2차원 화학 성분 분포 가시화 - 방사광 X-선 투과 이미징 기반 세라믹 소재 3종의 내부 기공 분포 정량화 - 방사광 X-선 회절 분광 기반 자성 분말 소재 상전이 거동 측정 조건 최적화 - 백색광 X-선 리소그래피 기반 고종횡비 고분자 마이크로 패턴 제작 공정 최적화 - 백생광 X-선 투과 이미징 기반 다층적층금속소재 3종의 3차원 내부구조 가시화 가능성 평가 - 방사광 기반 실험 및 데이터 분석 관련 교육 실시 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 박이호
• 주관연구기관 : 한국재료연구원
• 발행년도 : 20221100
• Keyword : 1. 방사광;X-선 이미징;소각 X-선 산란;X-선 회절 이미징;고분해능 분말 회절;X-선 리소그래피; 2. Synchrotron radiation;X-ray imaging;Diffraction computed tomography;Small angle X-ray scattering;High resolution powder diffraction;X-ray lithography;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 국내에 서식하는 것으로 알려진 몬스트릴라목 요각류를 대상으로 1)이들의 유전적 다양성을 밝히며, 2)특정 유전자에 대한 전사체 분석을 포함하여 요각류 내 분자계통관계를 규명한다. 이를 위해 차세대염기서열분석법(Next-Generation Sequencing, NGS)을 사용하여 기존에 널리 이용되고 있는 mitochondrial DNA와 nuclear DNA 정보 탐색을 수행하고 유전적 자료를 제공한다. 또한 특정 유전자의 전사체 분석을 통해 기존 보다 더 정확하고 신뢰성이 있는 요각류 내 근연관계 추정을 가능하도록 한다. ◼ 전체 내용 국내에서 보고된 몬스트릴라목 요각류를 채집하여 이들의 유전정보를 탐색함과 동시에 이 정보를 근거로 기존 보고종의 정체성을 재확인한다. 이를 위해 국내현장채집을 수행하여 시료를 확보하고, NGS방법을 통해 대량의 유전 정보를 획득한다. 마련된 유전 정보는 크게 두 가지 수준의 분석에 이용한다. 1)몬스트릴라목 내 속(genus) 간 근연계통관계 연구 본 생물군이 갖는 일반적 형태진단특성의 부족은 기존 형태기반 분류체계에 대한 많은 의문점과 문제점을 낳았다. 이러한 분류학적 문제를 해결하기 위해 최근 널리 이용되고 있는 유전자 마커의 발굴을 통해 몬스트릴라목 내 종들의 관계를 재확인하고 미비했던 자료를 보충한다. 2)요각류 내 몬스트릴라목의 위치 규명 최근 요각류 연구분야에서 분자 정보는 다각적으로 이용되고 있으며, 이러한 연구에 의해 주목할 만한 새로운 발견들이 속속 제시되고 있다. 하지만 몬스트릴라목 요각류 연구분야에서 분자툴의 이용은 매우 드문 실정이다. 본 연구에서는 기존에 분자마커를 포함하여 특정 유전자들의 단백질 서열 분석을 포함해 상위분류체계단계에서 보다 명확한 결과를 도출할 수 있도록 한다. ◼ 1단계 ❏ 목표 시료 확보 및 차세대염기서열분석 수행 ❏ 내용 채집조사를 통한 국내 몬스트릴라목 요각류 시료 채집 및 이들의 종 다양성 확인; 채집한 시료에 대해 NGS를 이용하여 대량의 유전체/전사체 정보 획득 ◼ 2단계 ❏ 목표 유전체/전사체 조립 및 유전자 정보 획득 ❏ 내용 다양한 생물정보학 툴을 이용하여 몬스트릴라목 요각류의 유전체/전사체 조립을 수행하고 분자계통연구에 유용하게 쓰일 수 있는 유전자 탐색 및 확보 ◼ 3단계 ❏ 목표 분자계통학적 관계 및 위치 규명 ❏ 내용 유전자 정보를 이용하여 이들의 분자계통관계를 보다 객관적으로 추론 ◼ 4단계 ❏ 목표 형태, 분자, 생태 특징의 통합적 고려를 통한 진화 방향 연구 ❏ 내용 다각적 연구 접근을 통해 보다 신뢰성 있는 계통관계를 추론하고 이를 바탕으로 몬스트릴라목 요각류의 진화 특이성과 경향을 파악 □ 연구개발성과 국내에 서식하는 몬스트릴라목 요각류를 대상으로 NGS를 이용한 대량의 유전정보(유전체 및 전사체)를 획득하였으며, 이로부터 얻어진 유전자 서열을 이용하여 이들의 분자계통진화 연구를 수행하였다. 연구결과는 기존 연구와 다른 근연계통관계(즉, 갈고리노벌레목-몬스트릴라목)를 도출하였으며, 또한 몬스트릴라목 내 속간 계통관계를 보다 명확하게 제시하였다. 추가로 형태/분자계통결과를 바탕으로 한 생태적 특성의 비교는 이들이 숙주주도 진화 가능성을 예측했으며, 이러한 결과는 추후 관련 생물군 연구에 기초자료로 유용하게 이용될 것으로 판단한다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1) 대량의 유전정보는 추후 다른 생물군의 계통진화연구에 이용될 수 있음. 2) 분자계통관계 결과를 토대로 기존 형태기반 분류체계를 검토하고 수정하는데 추가적 자료로 활용도가 매우 큼. 3)아직 알려지지 않은 생태적/생리적 특성을 파악하는데 유전자 정보가 크게 기여할 것으로 판단됨. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 전동구
• 주관연구기관 : 중앙대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 요각류;몬스트릴라목;분류학;분자계통학;부유성 요각류; 2. Copepoda;Monstrilloida;taxonomy;molecular phylogeny;planktonic copepod;