□ 연구의 목적 및 내용 최종 목표 공진형 고출력 테라헤르츠 전자기파 시스템을 통해 DNA상의 메틸화 현상을 제어하고 이를 바탕으로 하는 암치료 기술을 개발 전체 내용 초고출력/광대역 테라헤르츠 기술은 다양한 응용분야에 사용될 수 있는 기초 전자기파 기술 - 테라헤르츠 광분자 암치료 기술은 전자기파에 의한 분자의 공진현상을 이용한 치료기술 - 기존의 항암제나 수술 요법과 다르게 부작용이 적고 암병변을 정상 세포로 회복시키는 새로운 형태의 암치료 기술 - 테라헤르츠 전자기파를 이용한 생명 제어 기술을 통해 차세대 전파 기술을 확립 1단계 (해당시 기재) 목표 - 테라헤르츠 원천기술 확보 및 기초 분광 연구 내용 - 고효율 테라헤르츠 신호 발생을 위한 기술 개발 - 광대역 테라헤르츠 시스템을 활용하여 DNA 분자단계에서 메틸화 공진신호 검출 및 제어 가능성 확인 2단계 (해당시 기재) 목표 - 테라헤르츠 기술의 응용 연구 내용 - 높은 신호대잡음비(SNR) 및 고효율 테라헤르츠 신호를 이용한 생체물질 분석 및 기능 제어 - 높은 SNR의 광대역 테라헤르츠 스펙트럼을 활용하여 암발생과 관련된 DNA메틸화의 분광 분석 및 공진 주파수 신호 검출 - DNA메틸화 공진 분광 신호 차이에 따른 암 종별 프로파일링화 - 고출력 선택 주파수 테라헤르츠 시스템을 이용하여 DNA 메틸화를 억제, 제어하는 기술을 확보 - 동물실험을 통해 임상 적용 가능성 확보 및 유해성 검사 □ 연구개발성과 □ 주요 기능(또는 규격) - DNA 메틸화 공진주파수 신호 기반 암 종 진단 기능 - 세포내 DNA 메틸화 현상 제어 기능 - DNA 탈메틸화를 통한 암 치료 기능 □ 주요 성능치 - 대역폭 : 15 THz 이상 - 펄스당 에너지 : 40  or 200 mW 이상 - 테라헤르츠파 적용 시간 :　수 분 이내 □ 핵심 기술 - 초광대역/고출력 테라헤르츠 발생, 검출 기술 (세계 Top 5위 내) - 전자기파를 이용한 DNA 기능 신호 제어 기술 (세계 최초) - 테라헤르츠 전자기파를 이용한 암 치료 기술 (세계 최초) □ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과) □ 기초 학술적 측면 - 초고출력/광대역 테라헤르츠 전자기파 시스템은 기초 전자기파 연구의 발전을 가져올 것임. - 본 제안 기술은 테라헤르츠 응용영역을 다양한 분자제어 기술 영역으로 확장할 수 있음. - 기존에는 없던 암 치료 방식으로 의료계에 새로운 패러다임을 제시할 수 있음. □ 원천기술 확보 및 산업적 측면 - 테라헤르츠 원천기술을 선점할 수 있음. - 본 제안 과제의 암 치료 기술은 관련 의료기기 산업을 발전시킬 수 있음. □ 경제적 측면 - 상대적으로 낮은 금액으로 의료서비스를 제공시켜 암 치료에 사용되는 항암제 수입량을 줄이고 국가적인 외화 유출을 줄일 수 있음. - 암 치료시장 진입으로 국가경쟁력을 높이고 막대한 경제적 가치를 가질 것임. □ 인재양성 측면 - 본 연구를 통해 석, 박사과정 학생들의 전자기학 연구에 대한 이해력을 증진을 통해 여러 분야에 전문 인력으로서 국가 과학 경쟁력 향상에 크게 기여할 것임. □ 사회복지 측면 - 사회적 복지의 향상을 높일 수 있으며 의료비 감소로 많은 메디컬 푸어를 막아 국민 복지에 이바지 할 수 있음. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 손주혁
• 주관연구기관 : 서울시립대학교
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 테라헤르츠;고출력;DNA 제어;DNA 메틸화 제거;암 치료 기술; 2. terahertz;high-power;DNA control;DNA demethylation;cancer therapy;

1) 히스톤 변형체인 mH2A2에 의한 유방암 악성화 제어 기전 연구 - mH2A2의 발현 패턴과 유방암 악성화간의 상관관계 조사 - mH2A2의 조절이 유방암줄기세포에 미치는 효과 조사 - mH2A2에 의한 유방암 악성화에 관여하는 하위 표적 유전자 발굴 2) 후성유전학 조절 인자인 G9a에 의한 유방암 전이 변화 연구 - 유방암에서 G9a 발현 저하에 의한 BMP5 단백질의 발현 증가 관찰 - 유방암에서의 BMP5의 증가로 인한 이동성/침윤성 감소함을 관찰 - BMP5 증가로 인한 MCF-7 세포주의 방사선 저항성 감소 관찰 3) BRD4와 콜레스테롤 조절 인자의 종양 악성화 제어 기전 연구 및 방사선 치료 효율 증진 연구 - 간암세포주에서 BRD4에 의한 콜레스테롤 조절인자인 HMGCS1 및 HMGCR 발현비교 - 간암세포주에서 BRD4 조절에 의해 지방산 대사에 관여하는 유전자 발현 확인 - BRD4 발현 조절에 의한 지방방울(Lipid Droplet)형성에 미치는 영향 확인 4) Rg3의 FM3A 마우스 유방암 세포주에서 방사선 민감성 유도 효능 평가 - 유방암 세포주에서 Rg3가 방사선 민감성에 미치는 영향 연구 - 유방암 세포주에서 Rg3의 방사선에 의한 세포사멸 영향 연구 - 유방암 세포주에서 Rg3의 세포 침윤에 미치는 영향 연구 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 최유진
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 종양줄기세포;후성유전학;암대사;면역세포; 2. cancer stem cell;epigenetics;cancer metabolism;immunotherapy;

GIF 국제공동연구 참여계획 및 전략 마련, GIF회원국으로서의 의무사항 이행, GIF 국제공동연구의 효율적 참여 지원 및 성과확산 등을 통하여 GIF 국제공동연구의 체계적 지원 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 안명숙
• 주관연구기관 : 한국원자력협력재단
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 제4세대 원자력시스템;GIF 국제공동연구;협력활성화; 2. Generation IV Nuclear System;GIF Joint Researches;Cooperation promotion;

1) 특정 유전변이를 가지는 세포 모델을 이용한 약물 및 방사선 반응성 연구 - 특정 유전변이를 가지는 세포 주에서 제어 기전 연구 - 특정 유전 변이에 의해 생성된 종양 형성 세포에서 방사선 민감도 연구 2) 장오가노이드 모델 구축 및 세포분비물질 유래 신규 항암 치료 물질 동정 - 장세포 분화 및 장오가노이드 모델 확립 - 방사선 조사에 의한 세포 분비물질의 분비 및 특성 분석 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 최시호
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 유전자 가위;유전변이;간암;종양 줄기 세포;방사선;오가오노이드; 2. CRISPR;mutation;liver tumor;cancer stem cells;radiation;organoid;

○ 난자의 동결융해 조건을 확립하고 융해 후 생존율을 세밀하게 분석하는 방법을 개발(1세부) ○ 동결융해 난자의 발달 특성을 분석하고 및 발달율을 증진 시킬 수 있는 방법을 제시(1세부) ○ 동결융해 돼지난자를 활용한 복제난자 생산 및 생존율 분석 등 기초자료 확보(1세부) ○ 개 정액 동결보존기술의 개발 및 확립(2세부) ○ 천연기념물 등록 개과 유전자원 확보 후 동결유전자원 생산 및 영구보존 실시 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 황인설
• 주관연구기관 : 국립축산과학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 생식세포;동결;유전자원;체세포복제; 2. gamete;cryopreservation;genetic resource;somatic cell nuclear transfer;

벼 엽록체 발달에 관여하는 중요 PAP유전자를 발굴하고 그 기능을 분석하여, 벼 엽록체 발달의 분자원리를 규명하기 위한 연구를 수행한 결과. ✔ 벼 엽록체 발달을 결정하는 OsPAP 유전자 발굴 및 엽록체 발달에 관련하여 이들 유전자들의 발현특성과 엽록체 위치화 특성 규명. ✔ OsPAP 유전자편집 및 과발현 형질전환 벼 제작과 분석을 통해, 발굴한 OsPAP 유전자의 기능 규명. ✔ SCI 7편, 2 건의 특허 출원 및 1 건의 특허 등록. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 장규필
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 벼 엽록체 형성;엽록체 전사조절체계;펩알엔에이 전사조절체;펩 전사조절체 결합단백질; 2. Rice chloroplast biogenesis;Chloroplast transcription system;PEP RNA polymerase;PAPs;

□ 연구의 목적 및 내용 ○ 해충저항성과 연관이 있는 모상체 발달 관련 토마토 돌연변이 선발 및 해충저항성 유전자원 확보 ○ 토마토 모상체 발달 관련 유전자 동정 및 육종에 필요한 해충저항성 분자표지 개발 ○ 전사체 분석을 통한 새로운 모상체 관련 유전자 탐색 및 육종소재로 활용 ○ 감마 방사선을 처리한 돌연변이 집단 구축으로 다양한 농업형질을 가지는 유전자원 확보 □ 연구개발성과 ○ n7242 유전자 지도 작성 줄기에 대부분의 모상체가 없는 n7242 돌연변이 유전자가 염색체 9번에 위치함을 확인하고, 유전자가 존재하는 물리적 거리를 ~250kb 이내로 좁힘. 이 범위내에 있는 유전자의 발현량 비교 및 유전자 시퀀싱을 통해 돌연변이 후보 유전자를 선발하였음. ○ n7242 유전자 분자 마커 개발 유전자 지도 작성에 이용한 마커를 이용하여 n7242와 연관관계가 매우 높은 프라이머를 분자 마커로 개발하였음. ○ WT과 모상체 돌연변이 전사체 분석 KEGG와 MapMan분석을 통해 terpenoid와 지질대사에 관여하는 유전자들의 발현이 n7242 돌연변이에서 감소한 것을 확인함. ○ 돌연변이 집단 구축 및 새로운 돌연변이 선발 다양한 감마선을 조사한 Micro-Tom 종자를 이용하여 돌연변이 집단구축을 위한 감마선의 적정선량을 검정하였음. 방사선 처리된 M2 식물체를 스크리닝하여, 다양한 표현형을 보이는 5개의 돌연변이를 선발하였음. □ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과) ○ 우수 연구결과의 선점으로 해충저항성 관련 연구를 선도하고 다양한 관련 유전자원의 확보가 가능함. ○ 모상체 발달에 관련된 유전자의 발현 및 이차대사물질 분석 기술 확립으로 해충저항성 작물 육종에 활용 가능함. ○ 분자표지 개발로 타 작물의 해충저항성 유전자 탐색에 활용. ○ 해충 방제를 위해 사용되는 농약 사용을 줄여 생태교란 및 환경오염을 감소시키고, 작물의 생산 단가를 절감시킬 수 있음. (출처 : 국문 요약문 4p)

• 연구책임자 : 강진호
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 모상체;분자표지;유전자원;토마토;해충저항성; 2. Trichome;Molecular marker;Genetic resource;Tomato;Insect resistance;

Ⅰ. 해당 연도 추진 현황 Ⅰ-1 기술개발 추진 내용 ○ 정상 조직의 다양한 종류의 세포들은 각각 고유한 세포핵 크기를 유지한다. 환경변화나 세포분열 등에도 불구하고 세포핵 크기의 항상성이 유지된다. 세포핵 크기 설정 기전, 크기 감지장치, 크기변화 이펙터 등의 존재는 필연적이다. 세포핵 크기를 변환 시키는 이펙터로 분류될 몇 가지 단백질들은 이미 발견되었다. 하지만 아직 세포핵 크기 설정과 감지를 담당하는 단백질은 발견되지 않고 있다. ○ 본 연구에서는 세포핵의 크기를 직접 감지할 수 있는 단백질 혹은 단백질 복합체를 발굴하고, 크기 감지시스템의 작용기전을 규명하고자 한다. 또한 세포핵 크기감지 단백질이 인지하는 세포핵 크기 설정점 정보가 어떤 형태로 존재하는지 규명한다. ○ 연차별 연구 추진 내용은 아래와 같다. (출처 : 본문 : Ⅰ. 해당 연도 추진 현황 2p)

• 연구책임자 : 김준
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword :

ㅇ 본 과제에서는 깨끗하고 안전한 수자원 확보를 위한 방사선 접목 중합 및 작용기 도입 반응 제어를 통해 더 친환경적이고 가격 경제성이 높은 수중 유해 금속이온 흡착제 제조기술과 금속 촉매 첨가 방사선 산화반응 이용 수중 난분해성 유기화학물질 분해 및 분해 메커니즘 규명 연구를 수행하였음. - 수중 유해 금속이온 흡착제 연구에서는 (1) 비수계 전자선 접목중합 반응을 통한 상용 입자형 대비 높은 흡착처리 속도와 흡착용량을 갖는 수중 금속염 흡착제 제조기술, (2) 높은 반응효율(≥ 90% 전환율)과 높은 재현성(3% 상대표준편차)을 갖는 수계 전자선 접목중합반응 이용 기능성 고분자 제조기술 및 (3) 전 제조 공정(전자선접목중합 및 나노구조체 도입)에서 친환경 용매인 물을 사용한 프러시안 블루(PB)가 고밀도로 집적화된 나노복합 흡착제(PP-g-PAA-PB) 제조기술을 개발하였음 - 수중 난분해성 유해 화합물질 분해 연구에서는 (4) Sulfamethoxazole의 방사선 산화분해에 적합한 광촉매의 밴드구조 제시, (5) 방사선과 다중금속촉매의 사용으로 난분해성 물질을 효과적으로 제거할 방안을 개발하였고 (6) 정량 및 정성 분석을 통한 금속촉매/방사선 이용 Sulfamethoxazole 분해 부산물 규명하였음 (출처 : 서지정보양식 211p)

• 연구책임자 : 신준화
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 방사선;접목중합;금속염 흡착제;방사선 고도산화;유기화학물질;분해; 2. Radiation;Graft polymerization;Metal ion adsorbent;Advanced Oxidation;Organic chemical compound;Degradation;

1. 감귤 웅성 불임 형질 관련: ① 감귤 교배집단에 대한 웅성불임 표현형 분석. ② 제주재래귤 진귤의 미토콘드리아 유전체 완전 해독. ③ 고밀도 SNP 연관지도 작성. ④ 감귤의 웅성기관 발달 관여 유전자 발굴. ⑤ 웅성불임의 분자기작 이해를 위한 전사체 분석. 2. 감귤 부피 및 과일 크기 형질 관련: ① 감귤 교배집단에 대한 부피 형질 표현형 분석. ② 감귤 부피 현상의 분자기작 이해를 위한 전사체 분석. 3. 감귤 홍피 형질 관련: ① 감귤 교배집단의 과실 표현형 및 유전력 분석. ② 카로티노이드/플라보노이드 생합성 유전자 발굴과 qPCR 프라이머 확보. 4. 제주재래귤의 유전 다양성 분석 관련: ① 제주재래귤의 유전다양성 평가 및 엽록체 기반 In/Del, SSR 마커 발굴. ② 제주재래귤 11종의 엽록체 유전체 완전 해독. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김호방
• 주관연구기관 : 바이오메딕
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 감귤;재래귤;과실 형질;분자육종;분자표지; 2. Citrus;Citrus landrace;Fruit trait;Molecular breeding;Molecular marker;