ㅇ 원전 안전성 강화에 따른 중대사고 환경에서의 기기생존성 평가기술 개발 □ 2022년 승인 예정인 원전 사고관리계획서 대응 목표 □ 사고관리계획서 승인 이후 우선적으로 필요한 시험 대상 및 환경 조사 (사고관리계획서 작성 조직과의 교류 수행) ㅇ 중대사고 기기생존성 평가기술 관련 평가방법론 및 실증 시험설비 개발 □ 수소연소 동반 중대사고 환경 특정(900K, 109 psig) 및 관련 시험설비 개발 □ 실제와 유사한 환경 조성을 위한 빠른 승온/승압 속도 확보에 중점을 둠 (목표: 900K / 60초, 실적: 900K / 15초) ㅇ 소재 단위(비금속재료)의 기기생존성 영향성 분석 □ 열화거동 평가 및 원전사고 환경요소가 기기생존성에 미치는 영향 분석 □ 소재 단위의 기기생존성 평가방법론 제시 ㅇ 중대사고 환경 유로기기 성능평가를 위한 유량계측 시험 및 해석 방법론 구축 (출처 : 요약 3p)

• 연구책임자 : 김대환
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 중대사고;기기생존성;생존성향상;실증시험;안전등급기기; 2. Severe Accident;Equipment Survivability;Survivability Improvement;Type Test;Safety Related Equipment;

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 :

IV. 사업결과 교육 및 대외협력 분야에서는 코로나-19 팬데믹 선언 ( 3월 ) 으로 교육 및 워크숍이 전면 연기 혹은 취소됨에 따라 관련 추진계획 및 예산을 전면 재수정하였다. 이에 그간 예산 및 인력 부족으로 보류하였던 교육 인프라 개선, 신규 콘텐츠 개발 등에 관한 과업을 신규 과업으로 설정하고 추진하였다. 당초 계획이었던 3S 훈련프로그램, 내부자위협 워크숍에 대한 교육 개최 계획을 수립하였으며 개최일자는 차년도 ( 6월 )로 연기되었다. 또한, ASEAN 맞춤형 핵감식 훈련과정 개발을 위해 ASEAN의 핵감식 역량과 훈련과정에 대한 수요 파악을 위한 워크숍을 개최하였으며 IAEA 국가핵안보교육훈련센터 설립지침서를 검토하고 INSA운영체제와의 상호비교를 통해 개선안을 도출함으로써 INSA 운영체제를 점검하였다. 원자력안전규제 인력양성을 위한 현장실습 교육과정을 기획하고 관련대학 재학생들을 대상으로 교육을 개최하였다. 또한, INSA 교안의 품질 제고를 위해 교육 교재 현행화 및 양식 표준화 사업을 수행하였으며 국제 유관기관의 전문가 협력을 통한 사이버보안 실습 프로그램 기획을 추진하였다. 교육 인프라 고도화를 위해 온라인 교육의 효과적 운영을 위한 HTML5 기반 온라인교육 이러닝 콘텐츠를 개발하였으며 품질경영시스템 ( ISO 9001 : 2015 ) 인증을 유지하고 교육 분야 특화 국제표준인증 ( ISO 21001 : 2018 ) 추가 취득을 위한 계획안을 수립하였다. 또한, 교수요원 역량강화 및 전문지식 함양을 위한 교수 역량강화 계획 ( 안 ) 을 수립하고 세미나를 추진하였으며 INSA 멀티미디어실 및 실습실과 전산자원 ( PC, 시뮬레이터 등 ) 을 확장·확보하였다. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 신동훈
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 핵비확산;핵안보;국제교육;핵안보교육훈련센터;교육 기획/운영;인프라 개선; 2. Nuclear Nonproliferation;Nuclear Security;International Training;INSA;Training Planning/Management;Infrastructure Improvement;

본 연구는 식물의 방어기작에 중요한 세포소기관인 엽록체와 핵 사이를 이동하는중요 면역 관련 단백질을 분리 동정하는 프로테오믹스 기법을 개발하고 이를 이용해 밝혀진 단백질체와 이를 조절하는 유전자들의 역할을 규명하여 추후작물의 병원균에 대한 저항성을 높이기 위하여 수행되었다. 또한 식물 면역반응시 발생하는 생리 생화학적인변화를 실시간 감지가능한 마커와 센서를 갖춘 형질전환체를 제작하여 식물 내 병원균 침투 시 그 식물의 면역 상생 여부에 따라 차등 발생하는 생리생화학적 변화를 기록함으로써 필드내에서 빠르게 감염 및 저항성 여부를 추정할 수 있는 레퍼런스를 마련하고자 하였다. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이주현
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 엽록체;식물 면역;세포소기관;단백질체;핵; 2. Chloroplast;stromule;plant immunity;proteomics;nucleus;

원전사고 및 방사능 테러 등 다목적 방사능 재난 상황에 대응이 가능한 방사능 영상화 검출기를 개발하기 위해 줌 기능을 구현하기 위한 가변형 콜리메이터와 고해상도 감마선 영상화 검출기를 개발하였으며, 광학 및 열영상 장비와 융합하여 그 성능을 정량적으로 평가함. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이학재
• 주관연구기관 : 아라레연구소
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 줌 콜리메이터;모니터링 시스템;감마 카메라;방사선 계측기;방사선 재난; 2. Zoom Collimator;Monitoring System;Gamma Camera;Radiation Detector;Radiation Accident;

□ 연구개요 Menin은 MLL과의 상호작용을 통해 암촉진자의 역할을 한다고 알려짐. 본 연구진은 Menin과 MLL의 상호작용 외 다른 Menin의 암 촉진 기능을 밝히기 위해, Menin이 DAXX와 결합한다는 사실에 근거하여 DAXX에 의한 heterochromatin 조절 경로에 Menin이 영향을 미칠 가능성과 암 발생과의 상관관계를 이해하고자 하였음. 또한 Menin이 ALT(Alternative lengthening of Telomere)에 미치는 영향을 확인함으로써 Menin-DAXX를 제어하는 것이 ALT-positive 및 암을 억제하기 위한 새로운 치료제 개발 대안이 되는지 확인하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 (1) Menin은 Luminal, HER2, TNBC 유방암에서도 암과의 상관관계가 높았고, 유방암 세포주에서 발현 레벨이 증가되어 있음. subtype과 상관없이 Menin kd이 암세포 성장저해를 유도함. (2) 유방암에서 Menin의 레벨에 따라 DAXX의 예후가 달라짐을 확인. (3) TNBC 세포주에서 Menin inhibitor 처리 및 Menin kd 할 경우 PML, DAXX의 총 양은 변하지 않지만 DAXX의 경우, nuclear level이 증가하고, 특히 PML-DAXX와의 colocalization이 증가. 뿐만 아니라 Menin kd에 의해 DAXX-H3.3의 interaction이 증가. (4) Tet-on Menin kd TNBC 세포주를 확립하고 Menin kd 및 MI503 처리에 의한 RNA-seq 분석을 통해, Menin kd과 MI503는 공통적이면서도 특이적인 유전자 발현 변화를 보임. (5) DAXX의 영향을 받을 것으로 예측되었던 LTR repeat elements 관련된 lncRNA의 경우, Menin이 LTR의 발현에 영향을 미치는 것을 확인했지만 유방암 특징적인 LTR expression 패턴을 보이지는 않았음. (6) TNBC DEG 분석을 위해, 각 유전자들의 repeat element를 기준으로 6개의 그룹으로 분류하고 각 그룹별 발현 패턴 변화를 분석한 결과, Menin에 의해 발현이 증가하는 유전자들은, 19, 22번 염색체와 관계있으며 Low complexity (simple repeat, low complexity) 패턴이 있음을 확인. 즉, 특정 genomic barcode를 갖는 유전자들이 좀 더 선택적으로 Menin의 영향을 받는다는 결과를 얻음. 특정 그룹 유전자들의 suppression 기전으로 DAXX의 downstream subpathway가 존재 및 작용하는지 추가연구가 필요함. (7) ALT+의 경우 telomere의 유지가 암세포에 중요하므로 Menin이 telomere repeat의 유지에 중요하게 작용하는지 알아보기 위해, ALT+ U2OS의 ALT signature에 대한 Menin의 영향 분석함. Menin inhibition에 의해 APB, TIF 및 Cell viability가 감소함. (8) 기존에 알려지지 않은 새로운 AR-independent pathway에서 Menin의 기능을 밝히기 위해 전립선암에서도 분석을 진행함. 이를 통해 Menin은 AR 비의존적으로 Apoptosis, metastasis 경로를 조절함을 확인. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) (1)항암치료제 타겟으로써 Menin과 DAXX의 상관관계의 규명; Menin과 DAXX와의 상관관계를 규명함으로써 genomic repeat element suppression 이상에 의한 유전체 불안정화, 비정상적 유전자 발현의 원인을 확인함. (2)Heterochromatin, 특히 Low complexity-associated gene의 조절 가능성 제시; genomic repeat elements에 따라 유전자들을 분류하고 이에 근거하여 heterochromatin 및 gene suppression경로의 유전자들을 선별함. 이에 따라 Aberrant cancer epigenome 복구를 위한 새로운 치료제 개발의 이론적 근거 제시. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 조은정
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 메닌;닥스;유방암;이질염색질;유전체 반복서열; 2. menin;DAXX;Breast cancer(TNBC);heterochromatin;genomic repeat element;

광귤(지각)의 분말 및 물추출물에 대한 독성시험용 지표성분으로 naringin과 neohesperidin을 선정하였다. 광귤(지각)의 분말 및 물추출물에 대한 지표성분 함량을 각각 측정하였으며, Radiation 조사 전후의 각 지표성분의 함량 변화 및 광귤(지각)의 지표성분에 대한 안전성 평가를 진행하였다. 광귤(지각)과 지실의 혼용 및 오용에 대한 사회적 문제에 입각하여, 광귤(지각)의 주요 지표성분인 naringin과 neohesperidin은 지실에서는 전혀 검출되지 않음을 확인하였으며, 이 결과로부터 광귤(지각)과 지실의 오남용에 대한 품질관리가 가능함을 확인하였다. 랫드를 이용한 단회투여독성시험 및 4주 DRF 시험을 통하여 각각 천연물의 13 주(90일) 반복 투여 독성시험의 용량을 결정하였고, 13주 반복투여독성시험 및 4주 회복시험 후 무독성량(no observed adverse effect level, NOAEL) 및 표적장기를 확인한 결과, 광귤(지각)의 분말 및 물 추출물은 각각 암수 모두 2000 및 5000 mg/kg/day이었고, 모두 독성학적으로 유해한 표적장기는 관찰되지 않았다. 복귀돌연변이, 염색체이상 및 소핵시험에서 모두 음성의 결과를 얻었다. (출처 : 국문 요약문 7p)

• 연구책임자 : 송시환
• 주관연구기관 : 켐온
• 발행년도 : 20211100
• Keyword : 1. 광귤(지각);독성시험;안전성평가; 2. Aurantii Fructus Immaturus;Toxicity Testing;Safety Evaluation;naringin;neohesperidin;

□ 연구개요 단백질이 어떤 기능을 하는가에 대해 보다 근원적으로 설명하기 위해서는 그 단백질의 원자 단위 구조에 대한 정보가 필요하다. 그러나 단백질의 구조적인 특성을 제대로 이해하기 위해서는 정지된 상태에서의 구조 정보 뿐 아니라 그 구조의 유동성에 대한 이해가 필요하다. 특히 노화에 따른 단백질 구조의 변이는 노화 현상이나 질병유발 메커니즘과 밀접한 관련이 있으나, 체계적인 연구가 어려워 아직 불명확한 부분이 많은 분야이다. 본 연구는 사람에게 필수적인 small heat-shock protein 중 하나인 alphaB-crystallin (ABC) 단백질 및 사람에서 다양한 아밀로이드증을 일으키는 것으로 알려져 있는 transthyretin (TTR) 단백질의 구조적인 유동성에 대한 연구를 통해 이 단백질의 작동기전 및 병리기전을 밝히는 것을 목표로 한다. ABC는 chaperone activity를 지닌 동시에 amyloid 를 형성하는 단백질로 알려져 있으며 이런 기능적인 이중성은 chaperone 단백질들의 일반적인 작동 메커니즘과도 밀접한 관련이 있을 것으로 생각된다. 또한 TTR은 그 병리기전에서 다양한 intermediate를 형성하는 것으로 알려져 있으며, 이들의 구조적 특징이 병리기전과 밀접하게 연관되어 있을 것으로 생각된다. 따라서 본 연구는 이들 단백질의 구조특성연구를 통해 정상적인 상태에서의 작동기전 뿐 아니라 노화나 질병과 같은 여러 요인들에 의해 어떻게 병리기전을 보이게 되는지까지 이해하는 것에 목표를 두고 있다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 핵자기공명분광법(nuclear magnetic resonance spectroscopy; NMR)을 비롯한 다양한 단백질 구조 분석 방법을 이용하여 alphaB-crystallin(ABC)과 transthyretin(TTR)의 유동적인 구조를 분석하는 것에 목표를 둔 바 있다. 본 연구진은 이를 위해 우선 다양한 형태의 ABC construct(N-terminal truncated ABC, ACD domain만을 가진 construct 등)를 제작하였으며, 이들에 대한 구조분석을 통해 본 단백질의 다양한 구조상태에 대한 NMR 분석을 진행하였다. 특히 최근 site-directed mutagenesis를 통해 제작한 I114G mutant의 경우 기존에 보고된 적 없는 monomeric state를 만드는 것을 확인하였으며, 이에 대한 구조연구를 통해 보다 유동적인 ABC의 구조적/기능적 특성을 이해할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 본 연구진은 transthyretin (TTR)의 구조적 특성 분석을 위해 마찬가지로 다양한 construct를 제작하였으며, 이를 통해 이 단백질이 예상보다 더욱 유동적인 구조적 특성을 가진 점을 규명하였다. 특히 TTR이 thyroid hormone transporter인 점을 이용해 이미 다양한 신경퇴행성 증상 및 대사이상에 대한 치료효과가 증명된 thyroid hormone analogue가 TTR의 aggregation을 막을 수 있다는 점 또한 규명한 바 있다(이탈리아 University of Pisa의 Grazia Chiellini 그룹과의 협업을 통한 성과임). □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 위에서 기술한 것과 같이 본 연구는 alphaB-crystallin(ABC)와 transthyretin(TTR) 단백질이 어떤 구조적인 유동성을 가지고 있으며 그런 특성이 어떻게 단백질의 기능 및 병리기전과 연관되어 있는지 이해하는데 크게 기여한 것으로 생각한다. 특히 ABC는 암 세포를 치료하거나 알츠하이머 등의 신경퇴행성 질병을 예방 및 치료하는데 있어 중요한 target이 되고 있으며, 본 연구결과를 통해 얻어진 여러 구조특성 결과를 통해 보다 적절한 치료전략을 세우는 것이 가능할 것으로 생각한다. 또한 TTR은 현재 한국 뿐 아니라 전세계적으로도 계속해서 새로운 돌연변이가 관측되고 알츠하이머나 파킨슨 뿐 아니라 대사이상증상과의 연관성이 밝혀지고 있는 단백질로, 이에 대한 구조연구는 그 자체의 생리기전 뿐 아니라 관련된 여러 병리기전을 이해하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 특히 최근 TTR의 aggregation을 막아줄 수 있는 thyroid hormone analogue는 다기능성 치료제로서 가능성이 높은 물질로 생각되며, 추가적인 검증을 통해 TTR의 병리기전에 의한 질병 뿐 아니라 알츠하이머의 새로운 치료제로서의 가능성 또한 열어준 연구가 될 것으로 생각한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김진해
• 주관연구기관 : 대구경북과학기술원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 단백질구조;단백질노화;아밀로이드;단백질 유동성;핵자기공명분광; 2. Protein structure;Protein aging;Amyloid;Protein dynamics;NMR spectroscopy;

□ 연구개요 세포 사멸 및 항암 관련 전사인자인 FOXO4 가 매개하는 단백질-단백질 상호작용들을 NMR 및 생물리화학적 방법을 융합하여 체계적으로 규명하고, 이에 대한 선택적 저해 전략을 수립한다. ◇ FOXO4 의 DNA 결합 도메인인 Forkhead 도메인 (FHD)과 구조 없는 C 말단 부위의 Transactivation 도메인 (TAD) 간 분자 내 상호작용을 원자 수준에서 구조적, 동역학적으로 규명한다. ◇FOXO4 TAD 가 FHD 의 DNA 선택성에 미치는 영향을 규명한다. ◇ 염증 물질을 분비하는 노화세포 (Senescent Cell) 의 자가 사멸을 저해하는 원인인 FOXO4 와 p53 간의 상호 작용 기전을 원자수준에서 규명한다. ◇ 단백질-단백질 상호작용, 단백질-DNA 상호작용을 BLM, RPA 단백질에 대해 연구하고 이를 압타머 기반 센서 시스템에 응용한다. □ 연구 목표대비 연구결과 연구 목표 (1) FOXO4 FHD – TAD 상호작용 규명, (2) FOXO4 TAD 가 FHD 의 DNA 선택성에 미치는 영향을 규명하여 논문을 발표함 (J. Mol. Biol. (2021)). -TAD 는 FHD 의 DNA 결합표면에 상호작용하며 nontarget DNA 와 FHD 가 상호작용할 때 free, DNA-bound state 사이의 교환속도를 증가시킴 (3) FOXO4-p53 상호작용 기전을 원자 수준에서 규명하여 BioRxiv 에 preprint 를 발표하였고 저널에서 현재 리뷰중임. - FOXO4 FHD 는 p53 TAD 와 micromolar Kd 로 상호작용하고 FOXO4 TAD 는 p53 DBD 와 약한 상호작용을 함 (4) 단백질-단백질 상호작용, 단백질-DNA 상호작용 규명 및 응용에 대해 연구기간 동안 총 10편의 SCI 논문 발표하여 연구 목표 대비 연구를 성실히 수행하였음. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구는 그간 규명되지 않았던 FOXO4 의 DNA 선택성, FOXO4 매개 단백질-단백질 상호작용을 규명함으로써 FOXO4의 활성 이해에 크게 기여하여 학문적 가치가 크다. 특히 FOXO4-p53 상호작용에 대한 규명은 노화세포의 사멸을 선택적으로 유도할 수 있는 펩타이드 저해제 개발에 활용될 수 있다. 노화세포는 인간 퇴행성 질환의 주요 원인으로 지목되므로, 이에 대한 선택적 저해 전략의 개발은 사회적, 의학적으로 큰 잠재력을 가진다. 본 연구는 특히 구조가 없는 부분에 의한 상호작용들을 대상으로 하므로, 단단한 단백질 구조에 대한 연구에 비해 매우 도전적인 과제이다. 이에 따라, 본 연구의 추진 방법 및 결과가 구조 생화학 및 관련 분야의 발전에 기여할 수 있다. 최근 신약 연구 분야에서는 단백질-단백질 상호작용을 표적으로 하는 신약들이 크게 주목받고 있다. 본 연구를 통해 구조생화학, 생물리화학적 방법을 융합하여 단백질-단백질 상호작용을 효과적으로 연구할 수 있는 시스템을 구축하고, 연구 인력을 양성할 수 있을 것으로 기대한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박진주
• 주관연구기관 : 광주과학기술원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 단백질 단백질 상호작용;핵자기공명;전사인자;단백질-DNA 상호작용;세포 노화; 2. Protein-Protein interaction;Nuclear Magnetic Resonance;Transcription Factor;Protein-DNA interaction;Cellular Senescence;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 조현갑
• 주관연구기관 : 한국원자력산업협회
• 발행년도 : 20210400
• Keyword : 1. 원자력 동향;원자력 산업;원자력 인력;원자력 산업 규모;원자력 매출액;원자력 투자액;원자력 지역경제 기여도;제염·해체 현황;원자력 관련 대학; 2. Nuclear Industry Trends;Nuclear Industry;Nuclear Manpower;Nuclear Industry Revenue;Nuclear Industry Investment;Contribution of Nuclear Industry to Local Economy;Status of Decontamination and Decommisioning;Nuclear Engineering College/University;