비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김현종
• 주관연구기관 : 라온넥스텝
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 가동원전;안전성;예비타당성;다부처; 2. Nuclear Power Plant in Operation;Safety-enhancement;Preliminary Feasibility;Inter-ministerial;

- 유방암 생존자 63,021명 중 골다공증성 골절 발생율은 1,000인년당 7.35 명이었으며 부위별로는 손목 골절이 제일 많이 발생하였음. 호르몬 요법 중 Tammoxifene을 사용하는 경우 골절이 감소하는 것으로 보이지만 Aromatase inhibitor를 사용하는 경우, 특히 손목 골절의 발생율은 다변량 분석에서 호르몬 치료를 받지 않는 경우에 비해 1.32배 유의하게 증가하였음. 고관절 골절은 사망위험도를 3.429 배, 척추 골절은 1.608배 증가시키는 것으로 나타남. 한편 전체 Aromatase inhibitor 사용군 중에서 골밀도 검사를 시행하는 경우는 63.78% 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 8.73% 뿐 이었음. - 전립선암 생존자 총 17,766명 중 ADT 사용군 8,883명 중 골절 발생율은 1000인년당 13.9명이었으며 ADT 사용하지 않는 환자 8,883명 중 골절 발생율은 1000인년당 6.1명으로 andorogen deprivtion theraohy (ADT)를 사용하는 경우에 2.055배 더 높았음. 이러한 경향은 골절 부위별로 SEER 요약 병기별로 분석한 다변량 분석에서도 비슷하였음. ADT 치료를 받는 환자 중에서 골밀도 검사를 시행하는 경우는 14.7% 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 1.3% 뿐이었음. - 위암 생존자는 총 85,124명 (내시경점막절제술 18,124명, 위전절제술 14,428명, 위부분절제술 52,575명) 중 골다공증성 골절 발생율은 100,000인년당 2.234명 이었음. 위절제술을 시행받은 환자군에서의 골절의 발생율이 내시경적 절제술을 시행한 경우에 비해 다변량 분석 결과 1.236배 더 높았음. 특히 위 전절제술을 받는 경우 부분 절제술이나 내시경적 절제술을 받는 경우에 비해 고관절과 손목 골절의 발생 위험이 유의하게 놓았음. 골밀도 검사를 시행하는 경우는 2.67% 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 0.5%에 불과하였음. - 갑상선암 생존자 115,821명 중에서 골다공증 골절의 발생율은 1000 인년당 1.276명 이었고, 부갑상선기능저하증이 발생한 환자에서 골다공증 골절의 발생은 1000 인년당 3.899 명, 부갑상선기능저하증이 발생하지 않은 환자에서 1000 인년당 4.604명 으로 부갑상선기능 정상군에서 더 많이 발생하였음. 다변량 분석결과, 부갑상선 기능 저하에 대한 치료로 칼슘과 활성형 비타민D를 사용하는 경우에 비해 그렇지 않은 경우 골닥공증성 골절의 발생율이 1.203배 (1/0.831) 유의하게 증가하였음. 특히 갑상선호르몬제의 용량이 높은 경우 골절의 위험도가 증가하는 경향을 보임. 골밀도 검사를 시행하는 경우는 15.4% 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 3.01%에 불과하였음. - 자궁경부암 생존자 총 13,480명중에서 골반부전골절은 134례로 발생율은 0.99%로 확인되었음. 방사선 치료를 받은 환자군에서의 골반골 부전 골절의 발생율이 방사선 치료를 받지 않은 경우에 비해 다변량 분석 결과 1.829배 더 높았음. 골반골 부전골절이 발생하는 경우 사망률 또한 높았음. 골밀도 검사를 시행하는 경우는 14.0 % 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 2.4%에 불과하였음. - 자궁내막암 생존자 총 6,923명 중에서 골반부전골절은 39례로 발생율은 0.56%로 확인되었음. 골반골 부전골절이 발생하는 경우 사망률 또한 높았음. 골밀도 검사를 시행하는 경우는 17.3 % 뿐이었으며 골다공증 약제를 처방 받는 경우도 3.7%에 불과하였음. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 이영균
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 암 생존자;골다공증;골다공증성 골절; 2. cancer survivors;osteoporosis;osteoporotic fracture;

□ 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, 이밖에 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;

Ⅳ. 연구개발 결과 본 연구를 수행하며 저선량 방사선 의료기술 컨소시엄을 구축하였으며, 저선량 방사선 영향 심포지움을 개최하며 경제/홍보 분야 전문가들과 긴밀히 연계하여 저선량 방사선 기초기술과 의료적 이용의 필요성/산업화 전략을 알렸다. 또한 저선량 방사선 기기를 정의하기 위해 저선량 방사선의 이론과 정의, 저선량 방사선 기기의 기술현황 분석을 수행하였다. 이 외에도 각 분야 전문가들에게 자문을 구하여 저선량 치료방사선의 생물학적 영향 최신 연구, 현재까지의 임상 연구 현황 등 다양한 결과들을 통해 향후 전망 또한 분석하였다. (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 채종서
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 방사선치료;저선량 방사선원;비 암치료;방사선 생물학; 2. radiation therapy;low-dose radiation exposure;non-cancer therapy;radiobiology;

연구개요 지금까지 내방사선 집적회로 연구는 “방사선의 영향이 회로 내의 단일 노드에만 영향을 받는다”는 가정 하에 트랜지스터 회로설계 수준에서만의 연구가 수행되고 있다. 그러나 최근“초미세 공정의 회로는 회로선폭이 작아 방사선이 침투하면 단일 노드 만이 아니라 다중 노드까지도 방사선의 영향을 받는다”는 연구결과가 밝혀지면서 기존의 내방사선 소자의 설계방식은 더 이상 내방사선 성능을 보장할 수 없게 되었다. 본 연구에서는 이러한 배경 하에 독창적인 회로도 수준과 배치배선도 수준의 내방사선 혼성 설계기법을 최초로 개발하여‘다중 노드 업셋’에도 강인한 내방사선 storage latch cell의 집적화기술 기술을 개발한다. 연구 목표대비 연구결과 본 연구의 최종목표는 방사선으로 인하여 발생하는 초미세 공정 집적회로 내의 다중 노드업셋에 강인한 데이터 저장 집적회로의 오류발생에 대한 신뢰성 확보이다. 목표 달성을 위한 세무 연구목표 및 연구결과는 다음과 같다. 세부 연구목표 : 다중노드 업셋 특성에 대한 기초 분석 연구 평가의 착안점 : 시뮬레이션 결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 시뮬레이션 결과 제시 세부 연구목표 : 내방사선 layout 기법 평가의 착안점 : 내방사선 layout 기법 개발결과, 특허 1건 출원 연구결과 (100% 목표달성) : 내방사선 layout 기법 개발결과, 특허 1건 출원 완료 세부 연구목표 : 다중 노드 업셋에 강인한 내방사선 회로 개발 평가의 착안점 : 정상 동작 확인결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 정상 동작 확인결과 다중노드 업셋 방지 결과 확인 세부 연구목표 : 배치배선과 회로수준의 내방사선 기법을 결합한 test chip 설계 평가의 착안점 : 기존 대비 30%이상 기능 향상, 학술지 투고 연구결과 (100% 목표달성) : 기존 대비 96%이상 기능 향상, 학술지 투고 (아래 2건 투고완료) 세부 연구목표 : 설계된 회로의 기능검증 평가의 착안점 : 정상 동작 확인결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 정상 동작 확인결과 확인 완료 세부 연구목표 : 설계된 회로의 고도화 및 지적재산권 및 논문제출 평가의 착안점 : 분석결과 제시, 특허 1건 및 학술지 투고 연구결과 (100% 목표달성) : 분석결과 제시, 특허 1건 출원 완료 및 국제 학술지 2건 (IEEE TCASII, Electronics Letter 투고완료(심사중)) 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 지금까지 내방사선 집적회로는 우주, 국방, 원자력 등의 극한환경 용으로만 이용되어 왔는데 반도체 회로선폭이 초미세화되어 지상이나 저상공에도 항상 존재하는 미약한 방사선으로도 자율자동차, 드론과 산업용 로봇에 탑재된 전자부품에도 방사선의 영향을 무시할 수 없다. 이와 같은 환경에서 발생하는 방사선으로 인하여 오류가 발생하고 트랜지스터의 전기적 특성을 점진적으로 변화시키며, 이는 궁극적으로 반도체 집적회로의 전기적 특성이 변경되어 시스템의 운용에 문제를 발생시킬 수 있다. 본 연구는 이를 해결하기 위한 것으로 확장성이 있고 부가가치가 높은 기본연구이며 추후 다양한 응용분야에 활용할 수 있다. 내방사선화를 위해서 두꺼운 금속판을 이용하여 shielding을 하지만, 이는 시스템의 무게를 크게 증가시켜서 비용이 커지는 부작용을 낳는다. 방사선으로 인한 트랜지스터의 손상정도를 정확히 관찰할 수 있으면 회로들의 설계 단계에서 이를 고려하여 설계함으로써, shielding을 위하여 필요한 금속판의 두께를 줄이는 것도 가능하다. 이로 인하여 시스템 비용절감이라는 경제적 효과도 기대할 수 있다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김진상
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 내방사선 설계;다중노드업셋;소프트오류;래치;저장소자; 2. radition-hardening design;multiple-node upset;soft error;latch;memory element;

□ 연구개발 목표 ○ 방사선 분야 국제협력 네트워크를 활용한 공동협력사업 강화를 통한 글로벌 허브 구축 ○ 온/오프라인 정보교류 기반 고도화 및 활성화를 통한 정보교류기반 확충 및 정보교류 촉진 ○ 협력 기관(조직)과의 국제협력 강화 (국가/지역별 전문기관과 국제협력 확대) ○ 방사선 및 동위원소 분야 우리 기업의 해외진출 지원 ○ WCI 사무국의 안정적 운영을 위한 사업발굴 및 기반 강화 □ 연구개발 내용 ○ (글로벌 허브 구축) 방사선 분야 국제협력 네트워크를 활용한 공동협력사업 강화 가. 국제 협력네트워크 활용 개도국 대상 교육과정 공동 개발 및 운영 - IAEA-WCI 협력(KOICA ODA기금 활용) 교육 개발 및 운영(연 1회) 나. WCI 세계동위원소대회(ICI) 공동개최 - ICI 프로그램 공동 개발, 홍보 등 컨트롤타워 역할 수행 및 차기 ICI 공동개최 - 2022년 ICI 개최 기관 공모, 평가 및 선정 ○ (정보교류기반 확충 및 정보교류 촉진) 온/오프라인 정보교류 기반 고도화 및 활성화 가. 온라인 정보교류 채널 품질 개선 및 활성화 - 온라인 정보시스템(WCI 홈페이지/커뮤니티) 고도화 및 이용 확대 방안 마련/운영 나. 동위원소 분야 세계 최신 정보 교류 기반 고도화 및 활성화 - 월간 영문 정보지(WCI 뉴스레터) 품질 개선 및 전 세계 1천여명 이상의 전문가 대상 배포(월 1회) - 동위원소 최신 정보 수집 배포를 통한 한국의 선진 과학기술 홍보 다. 전 세계 최신 연구정보 수집 및 국내 확산 - 세계 방사성동위원소 이용, 정책, R&D 등 정보 확산 - 한국방사선진흥협회 및 한국원자력산업협회 소식지 통한 국내 전문가 2차 배포 ○ (협력기관(조직)과의 국제협력 강화) 국가/지역별 전문기관과 국제협력 확대 가. WCI-한ᆞ중ᆞ일 동위원소 다자간 협력 채널 활성화 - WCI-한ᆞ중ᆞ일(CJK) 협력회의/실무그룹 회의 개최 나. WCI-한(KARA), 중(CIRA), 일(JRIA), 인도(NAARRI) 등 양자 협력채널 활성화 - 전문가회의, 세미나, 포럼, 등 공동개최/참석 및 정보/인력교류 촉진 ○ (기업의 해외진출 지원) 방사선 및 동위원소 분야 우리 기업의 해외진출 지원 가. WCI 교육과정 참여국가/기관별 우리 기업의 해외진출 가능성 타진 및 지원방안 모색 - IAEA-WCI 협력 교육과정 참여자 대상으로 설문 조사를 통해 기본 정보 수집 - KOICA ODA 자금을 활용한 우리 기업의 해외 진출 가능성 타진 및 지원 방안 마련 나. 해외 연구자/바이어/공급자 발굴 및 초청 세미나, 기술상담회 등 운영 ○ (운영기반 강화) WCI 사무국의 안정적 운영을 위한 사업 발굴 및 운영 가. WCI 회원 확대 프로그램 개발 및 운영 - 세계 동위원소 유관 기관 광고, 국제회의 홍보 등 회원 유치 활동 나. WCI의 안정적 운영을 위한 중장기 프로그램 개발 - 재정위원회 주기적 개최 및 프로그램 개발 다. WCI 사무국 운영 - WCI 규정 개정, 단체/개인 회원과 홈페이지 관리, 주요 위원회 관리 등 □ 활용계획 및 기대효과 ○ WCI 정보교류 활성화를 통하여 수집된 해외정보는 국내 기업의 현지시장정보로 활용 가능 ○ 국제사회 방사선기술 분야에서 우리나라 국제협력 위상 제고 및 리더십 확보 ○ 개도국 방사선기술 지원 활동을 통해 잠재적 수출대상국 확보 및 기업과 직접 교류기회 제공 ○ 기업의 유망시장 파악 및 국내 방사성동위원소 발전 중장기 전략수립 자료로 활용 가능 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 송우근
• 주관연구기관 : 한국방사선진흥협회
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 세계동위원소기구;세계동위원소대회;방사성동위원소;국제협력;정보교류;방사선기술 지원;방사선기술 이용확대;해외진출; 2. WCI;ICI;Radioisotope;International Cooperation;Information Exchange;Radiation Technology Support;Radiation Technology Promotion;Export;

○ 공통데이터모델 구축 및 Cohort 정의 - OMOP CDM 데이터모델이 구축된 분당서울대학교병원, 서울대학교병원 그리고 가톨릭대학교 서울성모병원에서 암 진단을 받은 환자들을 대상으로 방사선 요오드 치료, 영상검사(CT), 방사선 치료 여부에 따라 2차 암 발생을 비교하기 위한 Cohort와 Concept_id를 정의 - 갑상선암 환자, 소아 환자, 유방암 환자를 대상으로 진행 - International OHDSI Forum에 갑상선암 연구 디자인을 공개하고 공동 연구에 참여할 기관을 모집하였으며, 부천순천향대학교 병원이 추가로 연구에 참여함 - 연구에 필요한 비정형 데이터와 방사선 용량은 공통데이터모델로 추가 변환하여 활용하였음 ○ 방사선 노출에 따른 2차 암 발생 비교 분석 - OHDSI에서 제공하는 CohortMethod R package를 사용하여 의료 방사선 노출군과 비노출군을 비교 분석하였으며, 인구통계학적 정보와 Condition_occurrence 테이블을 covairate로 활용하여 1:1 Propensity score matching 하였음. 또한 Negative control을 적용하여 연구결과를 보정함 - 갑상선암 환자는 방사선 요오드 치료에 따라 4개 의료기관 분석결과 2차 암 발생에 영향이 없는 것으로 확인되었으며(HR = 1.08, CI = 0.89~1.31), 중증도에 따른 분석에서 Stage 1 (HR = 0.99, CI = 0.66~1.46)과 Stage 3 (HR = 1.02, CI = 0.63~1.63) 모두 차이는 없었음 (Stage 2와 4는 대상자 수가 부족하여 분석에서 제외되었음) - 소아 환자는 CT 촬영 후 암 발생에 통계적으로 유의한 영향을 미치는 것으로 확인되었으며 악성 종양 (HR = 2.22, CI = 1.46~3.37)과 혈액암 (HR = 1.737, CI = 1.2~2.52)에서 위험률의 차이를 확인함 - 유방암 환자는 수술 후 방사선 치료에 따른 2차 암 발생이 통계적으로 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었음 (HR = 0.88, CI = 0.70~1.11) ○ 메타분석과 베이지안 계층모형을 이용한 강화 일반화 선형 모형 - 메타분석은 기존의 개별 연구결과를 통합하여 분석하는 방법으로 베이지안 계층모형 기반으로 하거나 다양한 p-value 결합을 통하여 기존의 연구결과와 연구과제 참여병원들의 자료 분석 결과를 통합하여 분석함 - 참여 의료기관에서 추정된 위험비를 이용해 다양한 기간에 대해 메타분석을 진행하였고 방사선 치료가 2차 암 발생에 영향을 미치지 않음을 확인함 ○ Propensity score matching과 covariate balance evaluation - 성향점수매칭 이후 생존시간을 반응변수로 하는 Cox proportional hazards 회귀모형을 적합시켜 confounder의 영향을 회귀분석을 통해 다시 통제함 - Proportional hazard 가정을 확인하기 위해 Kaplan-Meier 곡선의 log-log 그래프와 Schoenfeld 잔차분석 실시 결과 모두 대조군과 통계군의 위험도의 비율이 일정하다고 가정할 수 있음 - Proportional hazard 가정이 위배될 경우에 인과효과여부를 검정하기 위해 변형된 인과효과를 검정하는 model-free method를 추가적으로 사용하는데 대표적인 RACE, SPCE, SQE를 통한 결과 모두 두 집단에서의 값의 차이가 통계적으로 유의하지 않음 ○ 차등정보보호를 이용한 개인정보 비식별화 - 개인의 데이터를 다른 사람의 수많은 데이터와 조합해 개인정보를 침해하지 않으면서도 통계를 얻을 수 있는 기술인 차등정보 보호를 통한 개인정보 비식별화를 구현을 목적으로 함 - 각 자료 출처에서 Kaplan-Meier 곡선에 잡음을 추가하여 비식별화된 Kaplan-Meier 곡선을 만들어 log-rank test를 실시하고 메타분석을 통해 국소차등정보보호가 적용된 결과를 제시함 (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 이호영
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 공통데이터모델;2차 암;의료 방사선 노출;다기관연구;차등정보보호; 2. Common Data Model;Secondary Cancer;Medical Radiation Exposure;Multi Center Study;Differential Privacy;

□ 연구개요 혁신적/실용적 의료용 마이크로/나노 로봇 개발을 위하여 본 연구 개발에서는 전자기장에 의해 고정밀 표적이 가능하며 국소적 암치료를 위한 열치료/약물 치료를 동시에 할 수 있는 새로운 의료용 마이크로/나노 로봇을 개발함. 또한 로봇의 위치를 검출하기 위해 사용되던 CT, X-ray의 방사선 피폭의 위험성을 피할 수 있는 고안전성의 위치검출 시스템 개발 □ 연구 목표대비 연구결과 연구목표 본 연구에서는 전자기장으로 제어되는 고정밀 표적형 열치료/약물치료가 가능한 의료용 마이크로/나노 로봇 및 방사능 피폭이 없는 마이크로/나노 로봇의 위치검출 시스템을 개발하고자 함. 목표대비 연구결과 본 연구를 수행하면서 목표로 했는 마이로로봇 메커니즘, 제작기술, 제어시스템, 위치검출기능 모두를 개발하였으며 정량적, 정성적 목표를 달성하였음. - 1차년도 연구목표인 기능성 전기방사 장치를 개발하여 열발생 및 약물전달가능한 로봇 소재 및 메커니즘을 구현 하였음. - 2차년도 3차년도 주 목표인 로봇메커니즘과 위치검출 시스템 개발을 완료 - 4차년도 세포실험을 통한 의학적 유효성 검증을 완료 본 연구의 지원으로 2022년 1월, 3월에 주요성과가 논문으로 출판되었음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구성과를 기반으로 의료용 마이크로/나노로봇의 고도화를 위한 후속연구를 추진할 것임. 특히 AI기술 기반의 자동화된 진단 및 치료가 가능한 전자기테라노스틱스 시스템 개발을 추진할 것임. - 본 연구개발성과의 사업화를 추진을 위한 방안을 모색 기대효과 (연구개발의 중요성) - 마이크로/나노 로봇을 활용한 제어,센싱, 진단, 치료의 복합적 기술의 집적화 - 로봇형 내시경, 혈관용 로봇 (능동형 카테터, 스텐트 응용, 혈전제거, 약물전달) 등 다목적으로 적용할 수 있는 인체 삽입형 로봇메커니즘에 관한 원천기술 확보. - 기계공학, 전기공학, 전자공학, 의공학 등 다양한 학문 분야를 포함하는 의료용 마이크로로봇 연구는 새로운 의료 기술 분야를 창출하여 기존 의료기술의 패러다임을 바꿀 수 있는 융복합 의료 신기술임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김성훈
• 주관연구기관 : 원광대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 전자장 제어시스템;위치검출;능동적 표적치료;열치료 기반 약물치료;마이크로/나노로봇; 2. Electromagnetic control system;Position sensing;Actively targeted therapy;Hyperthermia based chemotherapy;Micro/Nanorobot;

□ 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;

□ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 DNA 복제실수교정 (mismatch repair; MMR) 유전자 변이에 따른 방사선에 의한 유전체 돌연변이 유발 정도를 마우스 정상 대장 조직 및 인체 정상 대장 조직에서 유래한 오가노이드의 전장유전체 염기서열분석(whole-genome sequencing; WGS)을 이용하여 단일 세포 수준에서 확인한다. ■ 1단계 ￭ 목표 MLH1^+/-, MLH1^-/- 마우스의 대장 오가노이드를 활용하여 in vitro, in vivo 방사선 조사 후, 방사선에 의한 유전체 돌연변이 차이를 정상 마우스와 비교한다. ￭ 내용 1. MLH1^+/+, MLH1^+/-, MLH1^-/- 세 군의 마우스에서 정상 대장 오가노이드 확립, 일정 시간 배양 후 (2 개월) 유전자 돌연변이 분석 및 in vitro 방사선 조사 (0, 8Gy) 후 유전체 돌연변이 분석 2. 마우스 세 그룹에서 in vivo 방사선 조사 후 (0, 8Gy) 대장 오가노이드 배양, 유전체 돌연변이 분석 3. 유전체 돌연변이 분석은 오가노이드의 단일세포 분리, 클론배양 후 whole-genome sequencing을 통하여 단위 베이스 당 돌연변이양, microsatillite instability (MSI) 및 유전체 변이 특성(mutational signature) 분석 ■ 2단계 ￭ 목표 인체 정상 대장 오가노이드를 확립하고, 유전자가위(Crispr/Cas9) 를 통해 MLH1 유전자 변이를 유도, in vitro 방사선 조사 후 유전체 돌연변이 차이를 확인한다. ￭ 내용 1. 인체 정상 대장 오가노이드에 유전자가위(Crispr/Cas9)를 이용하여 MLH1^+/-, MLH1^-/- 오가노이드 확립 - 대장절제술을 시행한 인체 대장 검체로부터 정상 대장 오가노이드 배양 -MLH1 유전자 변이를 유도하는 guide RNA를 제작하고 Crispr/Cas9을 이용하여 MLH1 유전자 변이가 유도된 오가노이드 확립 2. MLH1^+/+, MLH1^+/-, MLH1^-/- 인체 대장 오가노이드에서 in vitro 방사선 조사 (0, 8Gy) 후 whole-genome sequencing을 통해 유전체 돌연변이 차이 비교분석 □ 연구개발성과 ■ 정상 마우스 대장 오가노이드 확립 및 in vivo, in vitro 방사선 실험을 통해 상기 방법론으로 방사선에 의한 특이적 유전자 변이 측정이 가능함을 확인함 ■ MLH1 +/- embryo를 도입하여 배앙을 통해 MLH+/-, MLH-/- 마우스 생산에 성공함 ■ 정상 인체 대장 오가노이드 배양에 성공하여 후속연구에 대한 기반을 마련함 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ■ 오가노이드를 이용하여 방사선의 돌연변이 유발 정도를 측정하는 방법론은 향후 방사선유발 돌연변이 측정에 많은 도움이 될 것으로 사료됨 ■ 대장암의 MMR 유전자 변이외에도 유방암에서 BRCA1/2 변이 등 DNA repair 유전자의 변이가 암 발생에 중요한 역할을 하고 있어 이러한 유전자의 변이가 있는 암환자들에서 방사선으로 인한 이차암 발생 여부 및 방사선 민감성/저항성 여부는 개인 맞춤형 치료에 매우 중요한 요소로, 본 연구 방법이 널리 응용될 수 있으리라 생각함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김경수
• 주관연구기관 : 이화여자대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 방사선치료;오가노이드;복제실수교정유전자;린치증후군;전장유전체분석; 2. Radiotherapy;Oragnoid;Mismatch repair gene;Lynch syndrome;Whole genome sequencing;