Elucidating the molecular mechanism of the eukaryotic transcription regulation by nuclear pore proteins

• 연구책임자 : □ 연구개요 본 연구는 nuclear pore protein (Nup)의 비정형 부분 (Intrinsically Disordered Region: IDR)에 의해 진핵 세포 내 전사과정이 어떻게 조절되는지를 분자 수준에서 규명하는데 최종 목표가 있음. 특별히 Nup의 IDR과 transcription co-activator 혹은 chromatin remodeling complex 간 상호작용 그리고 그에 의한 복합체들의 구조와 기능의 변화 규명과 분석에 초점을 맞 추고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 Nup IDR의 정제과정의 어려움 및 기존 Nup IDR-coactivator 간 상호작용 연구 결과의 재현성 문제로 기존 연구 목표를 그대로 실현하는데 어려움이 있었으나, 문제의 해결과정에서 Nup IDR-coactivator 상호작용에 Nup IDR의 canonical binding partner인 karyopherin이 필요하다는 새로운 사실을 발견함. 또한, Nup IDR-coactivator 상호작용을 crosslinking을 통해 안정화 시켜 향후 복합체 구조연구의 기반을 마련함. Nup98 IDR 연구의 어려움으로 같은 궁극적 주제(IDR에 의한 coactivator의 구조 및 기능 조절)를 연구할 수 있는 전사인자(GCN4)의 IDR을 사용하여 Mediator와의 상호작용을 연구함. 이 과정에서 전사 인자와 상호작용하는 Mediator의 주요 부위인 tail module의 triad complex를 최초로 reconstitution하였고, 초기 결정화 조건을 스크리닝 하였음. 뿐만 아니라 향후 연구에 필수적인 Med15-GCN4 상호작용의 열역학적 지표를 정량하여 molecular driving force를 분석하였음. 최종적으로 최근 전사 조절의 핵심 현상이라 제시되고 있는 LLPS를 분석할 수 있는 기술을 개발함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 과제에서 도출해 낸 결과들은 IDR에 의한 전사조절이라는 큰 질문에 대해 해답을 줄 수 있는 기초기반을 마련하였다고 평가할 수 있음. 첫째, Nup IDR-coactivator의 상호작용에 karyopherin이 관여함을 알아낸 결과는 karyopherinc의 새로운 기능 제시 뿐 아니라, 핵-세포질 간 물질 이동과 전사 조절이 잠재적으로 coupling 되어 있음을 암시하는 매우 흥미로운 결과임. 둘째, Mediator tail-enhancer bound TF에 관한 연구는 유전자 조절의 이해에 가장 근본이 되는 연구임. 따라서 최초로 성공한 Tail triad complex reconstitution은 분야의 근간이 되는 연구 결과임. 셋째, GCN4 IDR-Med15 상호작용에 관한 열역학적 연구는 IDR-target 상호작용의 driving force를 계산하는데 중요한 연구 방법을 제시할 뿐 아니라, 추후 Mediator-TF 상호작용에 의한 Mediator 구조 변화 규명 연구에 필수적인 정보를 제공함. 마지막으로 IDR에 의한 LLPS는 최근 가장 각광을 받는 전사 조절 기작 중 하나임. 따라서 이를 분자 수준에서 열역학적으로 분석할 수 있는 방법을 개발한 것은 현재 현상 관찰에만 머물러 있는 분야의 연구 트렌드를 분자 수준의 정량적 이해의 관점으로 전환 시킬 수 있는 의미있는 연구 결과임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220300
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A Numerical Study on Optimization of Microgrid System in UCSD through the Prediction of Solar Irradiance at Minute Scale

• 연구책임자 : Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 ◾ 해외 위성영상 해석 기술 ✓ UASIBS – KIER 모델 고도화 단계 ✓ GOES – R 위성데이터를 확보하여 미국 샌디에고 지역에 대한 일사량 산정 ✓ 오차율 10% 이내로 정량성과 달성 ◾ 신재생 변동성 상세화 기술 ✓ 초단시간 변동성과 연계된 Ramp Rate 개념 정립 단계 ✓ Ramp Rate를 유발하는 변동성에 대한 Wavelet Variability Model 개발 ✓ 위성영상 기반 일사량으로부터 1분 단위 일사량을 상세화하여 변동성 해석 가능 (출처 : 요약문 6p)
• 주관연구기관 : 한국에너지기술연구원
• 발행년도 : 20221200
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Regulation of lipophagy in hepatic stellate cells by nuclear receptors for the treatment of nonalcoholic fatty liver fibrosis

• 연구책임자 : 연구개발 목표 비알코홀성 지방간질환 섬유화 과정에 있어 TFEB/TFE3 유전자 및 lipophagy 활성화의 역할을 세포 및 동물 모델에서 확립하고, 이를 이용하여 새로운 치료법 개발 가능성을 제시한다. 특히, PPARs 등의 핵수용체 조절이 TFEB/TFE3 유전자 및 lipophagy 활성화에 미치는 영향을 규명한다. 연구개발 내용 ■ 1 년차 ▷ 간성상세포주 및 간암세포 활성화에 따른 핵수용체, TFEB/TFE3 및 lipophagy 발현 변화 분석 ▷ 핵수용체 조절에 따른 TFEB/TFE3, lipophagy 및 간섬유화 변화 분석 ▷ TFEB/TFE3 결손 후 핵수용체 조절의 효과 분석 ■ 2 년차 ▷ TFEB 결손 및 과발현 유도에 따른, PPARγ 활성화가 fibrosis 및 autophagy 변화에 직접적인 조절기전 확립. ■ 3 년차 ▷ 비알코홀성 간섬유화 유발 고지방 고콜레스테롤 동물모델 확립 및 기전연구 ▷ 결손 마우스에서 식이에 의한 간섬유화의 확인 및 핵수용체 조절 효과 규명 ■ 4차년도 ▷ 간 섬유화 동물모델의 일차 간성상세포 분리 조건 확립 및 PPARγ 활성화에 따른 효과 분석 ■ 5차년도 ▷ PPARγ에 의한 지방간 개선 기전 모색 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) ■ 비알코홀성 지방간섬유화 병태생리의 새로운 기전을 제시함 ■ 비알코홀성 지방간섬유화 치료의 새로운 분자 표적을 발굴함 ■ 기존 약물, 화합물은행, 생약물질 스크린을 통해 autophagy 또는 lipophagy 조절을 통한 간섬유화를 치료 후보 물질 발굴 및 임상적용 ■ 비침습적 방법을 이용하여 간섬유화 진단 바이오마커 발굴 및 치료 반응 평가 지표 발굴 (출처 : 요약문 3p)
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20221200
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Research on radiation technology cooperation and industrialization in componeant/materials/device fields to create national strategic industries

• 연구책임자 : 연구의 목적 및 내용 ○ 방사선기술개발 사업 등을 통하여 원천기술 및 응용기술 등이 확보된 소재/부품/소자 관련 방사선 기술로 국익과 경제발전에 기여할수 있는 산업화 전략 창출을 목표로 하는 신규 사업 기획 ○ 방사선 기술을 이용하여 사회 현안 혹은 기술 난제 해결 및 극복을 위한 부처 공동 협력 연구 기획 연구개발성과 ○ 고부가 시장 선도형 방사선 기술 집적 상용화 분야 분석 및 기획 - 부처별로 추진된 소재/부품/기기 분야 기술과 방사선 기술의 협력/연계 방안 및 기술 상용화 타당성, 논리 보완 기획 - 다부처 협력 또는 산학협력을 위한 방사선 기술 상용화 전략 모델 수립 ※ 상세 기술로드맵과 연계한 사업 추진 타당성, 기존 사업과의 차별성, 부처 정책 연계성 도출 및 사업의 파급효과 분석 ○ 방사선 산업생태계 조성을 위한 방사선 선진화 전략기술 기획 - 소재/부품/기기 분야별 방사선 기술 상용화(실증) 연구 기획 및 중점기술로의 타당성 조사 - 부처 정책 및 법규 조사를 통한 기획 타당성 분석/평가 ○ 자문위원회 구성/운영 - 산학연 및 의료, 환경 분야 전문가 의견 수렴을 통한 세부 기획안 도출 - 분석기법 적용하여 기획사업의 논리, 기술, 사회 경제적 타당성 확인 - 수요자 및 관계부처와 공동으로 실증 및 성과 극대화 전략 수립 ○ 중점추진과제 발굴 : 방사선센서 및 감염병 관련 2개 중점 추진과제 ○ 기획보고서 작성 연구개발성과의 활용계획 (기대효과) ○ 방사선 소재/부품/기기 분야 국가 미래 전략 기획사업 추진의 기초자료로 활용 - 고부가가치 시장이 예상되나, 진입장벽이 높은 기술을 선정하여 부처 간 협력 및 기술사업화 지원을 통해 전략산업화 ※ 대외 의존형 산업구조 탈피를 위한 「소재⋅부품⋅장비 경쟁력 강화 대책」(합동부처, ‘19) ※ 세계시장: (방사선의료영상) ‘15년 35.3조 → ’30년 79.9조, (방사선계측) ‘15년 9.2조 → ’30년 16.2조 ○ 부처협력사업 또는 산학연 협력사업 추진의 기초자료로 활용 (출처 : 요약문 4p)
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20220500
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Identifying mutational burden of radiation in adult stem cells with mismatch repair gene mutation by whole-genome sequencing of mouse and human organoid cultures

• 연구책임자 : □ 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)
• 주관연구기관 : 이화여자대학교
• 발행년도 : 20220300
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• 연구책임자 : 비공개항목입니다.
• 주관연구기관 : 라스고
• 발행년도 : 20220400
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Development of SMART Robot for Inspection of Liner Plate and Seismic Clearance in Nuclear Containment Buildings

• 연구책임자 : 비공개항목입니다.
• 주관연구기관 : 유니스텍
• 발행년도 : 20220800
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Comparison of Protective Effects of Melatonin and Amifostine Against Radiation-Induced Oral Mucositis in Rats

• 연구책임자 : □ 연구개요 두경부종양에서 방사선치료는 큰 역할을 수행하고 있으나, 동반되는 부작용이 많고 그 중에서도 구내점막염은 치료효과의 감소, 환자 삶의 질 하락 등 큰 영향을 끼친다. 하지만 아직까지 효과적인 예방법이 없는 상황으로, 방사선 방호 효과가 알려진 아미포스틴과 멜라토닌의 효과를 비교 분석하고 병용 사용의 효과도 알아보고자한다. □ 연구 목표대비 연구결과 방사선(15 Gy) 단독 조사를 받은 그룹에 비하여 아미포스틴+멜라토닌을 병용 투여한 그룹에서 전체 관찰 기간중에 유의한 체중 증가와 상피세포 증식이 관찰되었다. 상피세포의 두께를 측정하였을 때, 아미포스틴+멜라토닌 그룹(73.9 ± 9.7 um)은 방사선 단독 그룹 (28.8 ± 13.9 um)에 비하여 통계적으로 유의한 두께 증가를 보였다(p < 0.001). Ki67 발현은 아미포스틴 단독(26.9 ± 8.5), 멜라토닌 단독(27.7 ± 8.0), 아미포스틴+멜라토닌 그룹(35.1 ± 9.3)에서 모두 방사선 단독 그룹(6.5 ± 3.1)에 비하여 유의하게 증가하였다 (p < 0.001). TUNEL 염색에서도 아미포스틴+멜라토닌 그룹(13.4 ± 4.1)은 방사선 단독 그룹(31.5 ± 9.6)에 대비하여 통계적으로 유의한 방사선유발 apoptoic cell 생성의 감소를 보였다 (p < 0.006). □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 방사선 유발 구내점막염에서 아미포스틴과 멜라토닌은 유사한 보호 효과를 보였고, 병용 사용시 효과가 증대하는 경향을 보였다. 추후 임상에 적용을 가늠하기 위하여 이번에 적용한 15 Gy 일회 방사선조사 이외에 임상에 더 가까운 분할조사에서도 유사한 결과를 보이는지 추가 연구를 계획하고 있다. 그리고 아미포스틴(200 mg/kg)와 멜라토닌(100 mg/kg) 1회를 방사선조사 1시간전 복강내 투여한 것에서 더욱 다변화 하여 투여기간 증가를 하였을 때 효과가 더욱 상승하는 지도 알아보고자 한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20220900
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A 3D Reconstruction Method of 2D Radiographic Image Using Laplacian Surface Mesh Editing Technique.

• 연구책임자 : □ 연구개요 CT를 사용한 골진단의 과도한 방사선 노출을 줄이기 위해, 2차원 단순 방사선 영상만을 사용한 3차원 골진단 기술을 개발하였다. 세부적으로는 라플라시안 편집기법을 활용해 3차원 경비골 재건 모바일 어플리케이션을 개발하였으며, 임상연구를 통해 유효성을 입증하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 연구계획 단계에 크게 2가지 목표가 있었다. 첫째는 통계형상 모델의 개선을 통한 3차원 재건 정확도 향상이고 둘째는 해당 기술을 사용한 의료기기 개발이다. 본 과제에서는 환자의 골 변형 분포를 정확하게 표현하는 통계형상모델의 생성기법을 개발함으로써 첫째 목표를 달성하였다. 세부적으로는 곡률에 정렬된 점 분포모델을 사용해 적은 수의 점으로도 곡면을 표현하고 대응하는 점들의 위치를 결정할 때 라플라시안 제한조건을 사용해 유사한 곡면끼리 대응하도록 함으로써 통계의 정확도를 높였습니다. 또한, 이 기술을 의료진이 임상시험을 수행할 수 있는 수준의 모바일 어플리케이션 의료기기로 개발하여 두 번째 목표를 달성하였다. 분당서울대병원 정형외과 의료진은 해당 의료기기를 사용해 임상시험을 진행하였고, 결과적으로 경비골 염전각 진단에 유효한 기술임을 입증하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구는 최종적으로는 신의료기술로 인정받아 국민건강보험의 수가를 받는 의료기기를 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 본 연구과제에서 개발한 기술과 임상시험 결과는 기존의 EOS제품을 대체할만한 유효성을 보이지만, 실제 의료현장에서 의료기기로 쓰이는 기술과는 차이가 있다. 이 차이는 기술의 정확도를 떠나서 병원의 상업적 이득유무, 의료진의 기술에 대한 신뢰도 등 기술 외적인 부분도 크게 작용한다. 본 과제의 영리 연구기관인 ‘디딤’에서는 2023년도까지 의료진 누구나 엑스레이 자료를 입력해 3차원 재건 결과를 확인해 볼 수 있는 온라인 플랫폼을 개발하고 있으며, 이 플랫폼을 통해 의료진들은 직접 본 기술의 유효성을 검증하고 사용해 보는 기회를 갖게 될 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 디딤
• 발행년도 : 20220300
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Epstein-Barr virus-encoded BARF1, LMP2A and miR-BARTs-induced oncogenesis in gastric carcinomas

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 Epstein-Barr virus 감염 위암에서 발암 기전에 관여하는 viral oncoprotein, viral microRNA, cellular oncoprotein, cellular microRNA 및 관련된 세포신호경로를 증명하고, 발암 관련 핵심 분자를 찾아내어, Epstein-Barr virus 감염 위암의 예방, 조기 진단 및 치료에 단서를 제공한다. ◼ 전체 내용 ① Epstein-Bar virus에 감염된 위암에서, 위암 발생 과정에 관여하는 viral gene를 찾아낸다. ② Epstein-Barr virus에 의한 발암 과정에서, 후보 (putative) viral oncogene으로서의 LMP2A 및 BARF1를 검증한다. 즉, LMP2A 및 BARF1 바이러스 유전자가, 위암 세포에 미치는 생물학적 영향을 밝힌다. ③ 바이러스 유전자에 의한 위암 세포의 변화와 관련된 신호경로들 특히, Nuclear factor-kappa B (NFkB) 경로, programmed death-ligand 1 (PD-L1)/PD1 경로를 조사하고, 이들 경로 간의 상관관계를 수립한다. ④ 세포 신호 경로에서 핵심 단백을 증명하고, 변화된 cellular microRNA 및 그 target 단백을 증명한다. ⑤ Epstein-Barr virus-encoded microRNA, 즉 miR-BARTs로 인한 세포의 생물학적 특성 및 세포신호경로의 변화를 분석하여, 발암과정과의 연관을 검증한다. ⑥ Epstein-Barr virus양성 위암 조직에서, 발암 관련 핵심 분자를 제시하여, ‘Epstein-Barr virus 감염과 연관되어 발생된 위암’의 향후 조기 진단, 예방 및 치료 연구에 실마리를 제공한다. □ 연구개발성과 ① Epstein-Bar virus에 감염된 위암에서, 위암 발생 과정에 관여하는 viral gene를 찾아낸다. ② Epstein-Barr virus에 의한 발암 과정에서, 후보 (putative) viral oncogene으로서의 LMP2A 및 BARF1를 검증한다. 즉, LMP2A 및 BARF1 바이러스 유전자가, 위암 세포에 미치는 생물학적 영향을 밝힌다. ③ 바이러스 유전자에 의한 위암 세포의 변화와 관련된 신호경로들 특히, Nuclear factor-kappa B (NFkB) 경로, programmed death-ligand 1 (PD-L1)/PD1 경로를 조사하고, 이들 경로 간의 상관관계를 수립한다. ④ 세포 신호 경로에서 핵심 단백을 증명하고, 변화된 cellular microRNA 및 그 target 단백을 증명한다. ⑤ Epstein-Barr virus-encoded microRNA, 즉 miR-BARTs로 인한 세포의 생물학적 특성 및 세포신호경로의 변화를 분석하여, 발암과정과의 연관을 검증한다. ⑥ Epstein-Barr virus양성 위암 조직에서, 발암 관련 핵심 분자를 제시하여, ‘Epstein-Barr virus 감염과 연관되어 발생된 위암’의 향후 조기 진단, 예방 및 치료 연구에 실마리를 제공한다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ① 바이러스 발암 기전에 관련된 PD-L1을 비롯한 세포신호경로 단백 분석으로, 향후 위암종의 예방 및 진단법 또는 이를 목표로 한 새로운 항암제 개발에 기초 자료 제공, 특히 면역조직화학검사의 셋업으로 진단 및 예후 설정에 응용. ② LMP2A-transfected cell에서 증가된 PD-L1과, CD8 T cell의 co-culture가 진행 중인데, tumor microenvironment에서 LMP2A/NFATc2/pSTAT3/PD-L1과 CD8 T cell기능 연관된 연구를 진행 중임. (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300006919