□ 알파핵종 표적치료를 위한 인프라 최적화 ○ 알파 핵종 1종 핵종 품질 분석 ○ 알파 핵종 1종 측정 및 평가 기술 개발 ○ 국제 연구 협력 강화 □ 알파핵종 표적치료관련 선량평가 protocol 고도화 ○ 알파 핵종 1종에 대한 비임상 및 임상 감마영상화 프로토콜 정립 ○ PET 영상이용 치료반응 예측 평가 방법 개발 □ 알파핵종 표적치료관련 종양모델, 실험 protocol 확립 ○ 표적치료용 알파 핵종 방사성의약품 3종 표지법 확립 ○ 표적치료용 알파 핵종 표지 방사성의약품 3종 소동물 장기분포 평가 ○ 표적치료용 알파 핵종 표지 방사성의약품 2종 안정성 평가 ○ 알파 치료를 위한 진단용 방사성의약품 1종 독성평가 □ 알파핵종 표적치료 임상시험 실시 ○ 전립선암 관련 임상시험 3건 시행 ○ 전립선암 관련 PSMA-I&T 임상시험 준비 ○ 유방암 관련 임상시험 2건 시행 □ 알파핵종 치료관련 autophagy 와 병리분석 심화연구 ○ 방사선 유도 autophagy에 관련된 histone 조절 유전자를 이용한 폐암세포에서의 방사선치료 효과 확인 ○ 알파핵종 표적 치료 타겟 발굴을 위한 병리 기반 연구 ○ 대장암에서 방사선 치료 감작제 및 방사선 치료 저항 극복 표적 치료제 발굴 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 송강현
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 알파핵종;방사성 핵종치료;암;유전자 변이;항암방사선 맞춤치료 기술개발 방사선감수성 증가 치료법;신호전달;병리분석; 2. alpha emitting radionuclide;radionuclide therapy;cancer;gene mutation;tailored anticancer radiation therapy;radiosensitizing therapy;autophagy;signal transduction;pathological analysis;

방사선 관련 연구 개발 시 무작위적인 방사선 반응 연구로 인한 방사선 반응의 기초 원천 기술이 부재한 상태에서 융합연구를 추진함으로써 기술 발전에 한계를 보이고 있다. 따라서 오믹스 기반 방사선 반응 식물 스트레스 피지옴을 탐색하고 활용기술을 확보함에 목적이 있다. 본 과제는 4개의 성과목표의 연구가 수행 되었다. 성과목표는 1. 방사선 유도 산화스트레스 단백질변형 연구 2.방사선 반응 DNA 손상 및 회복 조절기작 연구 3. 방사선 유도 식물 생리활성 대사체 합성 기작 및 이용연구, 4. 방사선 반응 식물 유용물질 발굴 및 방사선 분자변환을 통한 고도화 연구이다. 연구의 대표결과는 1. 식물 DDR 조절 신규 전사인자 NAC103기능 규명, 2. 식물 DDR의 크로마틴 리모델링과 후성유전학적 조절기작 리뷰, 3. DNA 손상반응에 특이적으로 반응하는 cis -element (CCACACC)를애기장대 AGO2 promoter로부터 규명(식물에서 최초 규명), 4. 인위적 조작에 의한 단백질 S-sulfhydration 여부 확인 및 단백질 구조의 활성 영향 규명, 5. 감마선에 의해서 유도되는 H₂S(hydrogen sulfide) 유래 Post-translational modification (PTM)의 일종인 S-sulfhydrated 단백질 동정 (118종), 6. RI이용 식물 이소프렌 생합성 경로의 재해석이다. (출처: 서지정보양식 - 초록 143p)

• 연구책임자 : 이성범
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 방사선 반응;스트레스;피지옴;단백질변형;식물 대사체;생리활성; 2. Radiation response;Stress;Physiome;Protein modification;Plant metabolites;Bioactivity;

□ 연구개요 임플란트 수술의 주요 실패 요인은 뼈가 임플란트 표면에 달라붙지 않는다는 것임. 티타늄은 주변 뼈나 연조직 자체를 직접 성장시킬 수 없음. 이를 해결하기 위해, 항생제 및 생체활성물질을 임플란트 표면에 코팅 하였으나, 코팅된 물질들은 초기에 방출되어 지속적인 효과를 볼 수 없었거나 방출 속도를 조절할 수 없다는 단점이 있었으며 화학 물질을 사용하므로 인체에 위험할 수 있음. 따라서 본 연구는 인체에 무해한 이온화 에너지인 감마선 에너지를 사용하여 항생제와 생체활성물질을 임플란트 표면에 코팅하여 성공적인 임상 결과에 최적의 효능을 발휘할 수 있는 또 다른 표면 처리법을 연구하고자함. □ 연구 목표대비 연구결과 ○ 1차년도 • 임플란트 표면 개질을 위한 코팅 기술을 지속적으로 연구 개발하였으며, 다양한 in vitro 실험을 통해 그 성능과 안정성을 평가하고 개선 - 임플란트 표면에 DOPA, heparin, collagen, BMP, VEGF, PDGF, aminoglycoside 등의 항생제 및 생체활성물질을 탑재하는 프로토콜 정립 - 생체활성물질이 탑재된 임플란트 표면의 물리·화학적 평가를 시행하여 표면의 안전성 및 성능 평가방법에 대한 가이드라인 정립 - 표면 개질된 임플란트의 세포수준 안전성 및 유효성 평가 • 임플란트의 안전성 및 성능 평가를 위해, 다양한 임상적 상황을 모방한 동물 모델 개발 ○ 2차년도 • 생체활성물질이 코팅된 이식 재료의 골융합 촉진 및 임플란트 주위염 치료 효능평가 - 다양한 방법 (화학적 방법, 감마선을 이용한 방법 등)으로 생체활성물질을 이식 재료에 탑재하는 프로토콜 정립 - 세포 실험을 통해 생체활성물질이 탑재된 티타늄 스크류의 안전성 및 성능 평가 - 동물모델을 이용하여 개질된 표면의 안전성 및 성능평가 ○ 3차년도 • 최종 전임상 평가를 위한 재료 선정 및 프로토콜 확립 - 소동물 모델에 다양한 골이식재를 적용하여, 재료에 따른 안전성·유효성 비교 평가 • 감마선 기술로 생체활성물질이 탑재된 임플란트의 대동물 전임상 평가. - 최적의 감마선량 (25kGy)으로 콜라겐을 임상적용 가능한 티타늄 임플란트에 탑재하고, 표면 특성 및 화학적 조성을 화학적 콜라겐 가교법과 비교 평가 - 전임상실험을 통한 표면개질된 임플란트의 안전성 및 유효성 평가 □ 연구개발결과의 중요성 ○ 4세대 임플란트 표면 개발의 지속적인 필요성으로 인해 많은 연구에도 불구하고 개발된 상품은 전무함. 이는 식약청 허가 시 표면개질에 사용한 유해물질의 안전성을 검증하지 못함이 가장 큰 이유임 ○ 일반적인 표면 개질법은 인체에 유해한 화학물질의 사용이 필수적이나, 감마선 기술을 이용한 경우 인체에 유해한 화학물질의 사용을 최소화할 수 있어 FDA 승인이 수월함. ○ 기능성 소재 개발에 있어 신규물질의 합성, 표면 분해 등을 이용한 방법은 합성의 복잡성, 표면 개질의 불균일성 및 낮은 수율로 인해 생체활성물질의 고정화에 제한적이며, 감마선 기술을 이용할 경우 높은 수준의 표면개질이 가능해 생체활성물질의 고정 및 전달 수율을 매우 높일 수 있음. ○ 고령화 사회와 삶의 질 향상으로 인한 치과용 임플란트 환자가 더욱 증가할 것이 예상되므로 감마선을 이용한 치과용 융복합형 티타늄 임플란트 기술의 산업적 가치가 증대됨 (출처 : 연구결과 요약문 3p)

• 연구책임자 : 허중보
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 임플란트;티타늄;표면;감마선;골재생;골융합;대동물;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 박우진
• 주관연구기관 : 광주과학기술원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 알츠하이머병;치매;아밀로이드 베타;단백질 분해효소;유전자 치료제; 2. NIa (Nuclear Inclusiona);SAS (Sythetic Alpha-Secretase);

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김승중
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20200400
• Keyword : 1. 통합 방법론;핵공 복합체;유전자 전사;크로마틴;소각 X-선 산란; 2. Integrative Approach;Nuclear Pore compex;Gene Transcription;Chromatin;Small angle X-ray scattering;

IV. 사업결과 국제교육 분야에서는 INSA 주관 국제교육을 5회, 공동 국제교육을 4회 개최하였다. INSA 주관 국제교육의 경우, 핵안보, 안전조치, 수출통제 분야에 대해 기본과정과 핵안보 및 안전조치 특화과정을 제공하였으며, 총 25일간 13개국 74명에 대해 교육훈련을 제공하였다. 공동 국제교육 관련하여, KINAC/INSA는 IAEA에서 개발한 핵안보/안전조치 분야 개설 과정들 중 3개 과정을 국내에 유치하였고 총 20일간 44개국 총 101명을 교육시켰다. 또한, IAEA와 공동으로 사이버보안 교육 분야 모듈을 개발하여 총 10일간 33명을 교육시켰다. 이해증진 교육 분야에서는 총 9회에 걸쳐 총 177명을 교육하였다. 대외협력 분야에서는 한-미 PCG를 통한 강사양성 교육과정 개최, 핵안보 교육모듈에 대한 IAEA 전문가 검토회의, ARN+1 협의회 참석, 한-미 핵안보 실무그룹협의 등을 수행하였다. 이를 통해 지속적으로 교육역량을 확보함과 동시에 신규 도출된 협력의제에 대해 논의하였다. 또한 외교부에서 요청한 ASEAN 대상 핵감식 지역훈련과정 개발 관련하여 IAEA 등과 협력 체제를 구축하여 논의하였다. 교육 인프라 분야에서는 교육품질체계 국제인증(ISO 9001:2015)을 유지하기 위한 사후관리심사를 1회 수심하였고, 인증서 유효기간이 만료됨에 따라 갱신심사를 수심하여 인증서 갱신을 달성하였다. 사이버보안 훈련과정 실습프로그램을 위한 교육환경을 주도적으로 추진하여 이를 구축하였다. INSA 교육환경 개선과 관련하여,원자력시설 반입 금지물품과 관련된 전시관을 INSA에 구축하였다. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 이나영
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword :

○ 연구목표 - 글로벌 기상재해(한파/폭염 등) 원인으로 지목된 북극 소용돌이의 강도 및 진행 경로에 대한 예측기술 개발을 통해 극지역 기후변화에 따른 기상재해 예측능력을 확보한다. ○ 연구내용 - (관측) 북극 구름/경계층 관측 및 활용 연구 ㆍ니알슨/아라온 기반 북극 육/해상 구름-대기경계층 관측 인프라 구축 및 지속운영 ㆍ독자 경계층/구름미세물리 프로세스 개발 ㆍ에어로졸/구름 상호작용 - (예측) 극지 예측 시스템 (KPOPS) 개발 및 운용 ㆍ극지 기상/기후 예측 시스템 개발, 준현업 운영 ㆍ독자 물리과정 탑재, 예측성 향상 ㆍ2017-2019 극지 예측의 해 (YOPP) KOPRI 주도적 참여 ㆍ극지 기후 예측 시스템 초기화/검증 체계 구축 - (후처리 및 분석) KPOPS 활용 플랫폼 구축 및 글로벌-한반도 이상기후 원인 진단 ㆍ모델/원격탐사/현장관측 자료 활용 플랫폼 운용 ㆍ중위도-극지 이상기후 원인규명 ○ 예상 연구성과 - 니알슨 (다산기지) 중심 구름 및 기상 관측 핵심역량 확보 - 아라온 해상 기상관측 역량 확보 - KOPRI 자체 극지역 악기상 및 중위도 계절예측 능력 확보 - 글로벌 기상재해 원인 규명에 관한 우수 극지논문 출판 ○ 종료후 활용계획 - 극지 지구 시스템 모델 (KPOPS-Earth) 개발의 기반기술로 활용 - 아라온 남/북극해 항해시 선박 안전 운항에 필요한 기초자료로 활용 - 기상청과 지속적 협력, 국가 기후변화/기상재해 예측능력 질적 수준 향상 - 현장관측 및 모델 자료 공유, 국내 극지 공동연구 활성화에 기여 (출처 : 초록 5p)

• 연구책임자 : 김주홍
• 주관연구기관 : 한국해양과학기술원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 극지 예측 시스템;북극;구름;경계층;계절예측;기상예측;기후변화;기상재해; 2. Korea Polar Prediction System;Arctic;Cloud;Boundary layer;Seasonal prediction;Weather prediction;Climate change;Meteorological disaster;

○ 딥러닝 프레임워크 및 빅데이터 프레임워크 구축 ○ GCP 기반 클라우드 인프라스트럭처 설계 ○ 방사선 환경 적합 IoT 커넥터 독립형/일체형 제어보드 설계 ○ 고분자 기반 복합소재 방사선차폐체 개발 ○ 음향파를 이용한 입자집중 혈액 분리 디바이스 및 관성집중을 이용한 혈액 분리 디바이스 설계/제작 ○ 진단키트 개발용 후보물질 3종에 대한 캡쳐 압타머 개발 ○ 방사선 암 진단·치료용 신규 후보인자 발굴 ○ 방사선 감수성 탐지 고효율 항체 나노바디 제작 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 정인수
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 방사선의공학;플랫폼;IoT커넥터;바이오칩;바이오마커; 2. Radiation medical engineering;Platform;IoT connector;bio-chip;bio-marker;

□ 연구 개요 < 최종목표 > 단속평형 진화모델에서 염색체 불안정성을 조절하는 췌장암 특이적 핵심 유전자 발굴 및 기전규명에 관한 연구. ▶ 암은 국내를 비롯한 대부분의 선진국에서 사망 1위인 질명으로, 국민의 건강을 위협하는 대표 질환임. 특히 췌장암 환자의 45%가 다배체화(polyploidization)과 관련이 있고, 염색체 파열(chromothripsis) 현상이 보였고 이로 인해 유전자의 손실과 이득이 생기며 단속평형(punctuated equilibrium)적인 진행과정을 거치게 됨. 따라서 췌장암 성공적인 암 치료를 위해서는 췌장암의 punctuated equilibrium에 관여하는 조절 유전자를 발굴하고 암의 계속분열(mitotic catastrophe)과정과 다배체화(polyploidization)의 원인이 되는 특이적 유전자를 동정하여 그 기능을 밝히는 것이 중요함. □ 연구 목표대비 연구결과 < 연구목표 1 > 세포분열 조절이상과 염색체 불안정성 원인이 되는 핵심 유전자 발굴 ■ 췌장암에서 chromosome instability(CIN) 및 chromothripsis와 관련된 유전자 발굴 ○ 췌장암 환자에서 특이적 조절유전자의 발현, 임상적 의의 분석 및 세포주에서 검증. - 결과: 췌장암 환자(TCGA data) 및 세포주에서 증가 되어 있는 CIN 관련 유전자 3개를 선정함: NCAPH, CDC6, Zwint-1 ■ 췌장암 특이적 조절유전자가 세포증식 및 세포 사멸에 미치는 영향 분석. ○ 췌장암의 세포증식에 미치는 영향 측정: 콜로니-형성를 이용한 세포증식 능력 및 FACS와 Annexin V를 이용하여 세포사멸에 미치는 영향 측정. - 결과: NCAPH의 조절이 췌장암 세포증식을 억제하고 caspase-3 dependent pathway를 통해서 세포사멸이 증가됨을 확인하였고, Z-VAD-Fmk (pan-caspase 억제제)를 이용하여 다시 한 번 증명함. - 결과: 췌장암 세포에서 Zwint-1의 억제가 NF-κB의 인산화를 억제하고 NF-κB target 단백질의 발현을 조절함. < 연구목표 2 > 췌장암 세포의 증식 및 전이 능력에 특이적 변화를 보이는 유전자의 역할 규명 ■ 췌장암 특이적 조절유전자의 조절이 세포분열(mitosis)의 조절이상과 CIN에 미치는 영향 분석 ○ 세포분열에 미치는 영향 측정 : FACS, 염색체 확산 분석(chromosome segregation) 그리고 mitosis 관련 유전자 변화 측정. Pericentrin을 이용하여 중심체(centrosome)의 개수를 측정. - 결과: NCAPH와 Zwint-1의 억제는 S/G₂-M arrest 및 Cyclin A와 p-Histone H3의 발현을 증가시키고, 비정상적으로 segmentation 되어있는 chromosome morphology를 관찰함. - 결과: 췌장암 세포에서 CDC6의 억제는 중심체 개수의 증가로 비정상적 mitosis를 거쳐 G₂-M arrest가 일어남을 확인함. ■ 핵심 유전자의 변형이 chromosome integrity에 미치는 영향 확인 ○ Chromosome integrity에 미치는 영향 측정: Thymidine double block 후 염색체 확산 분석하여 측정. alpa-tubulin을 이용하여 anaphase 과정을 측정. - 결과: NCAPH가 poorly condensed chromosome에서 mature condensed chromosome으로 진행되는데 핵심적인 역할을 함을 증명함. - 결과: CDC6와 Zwint-1이 정상적 chromosome segregation에 필수적임을 증명함. ■ 핵심 유전자의 변형이 DNA 손상에 미치는 영향 확인 ○ DNA 손상에 미치는 영향 측정: p-H2AX의 발현의 차이를 측정, 관련 signaling pathway의 규명. - 결과: NCAPH의 억제가 DNA 손상을 높이고, Chk1/Chk2 signaling pathway를 통해서 증가됨을 확인하고 ATM 억제제를 이용하여 다시 한 번 증명함. < 연구목표 3 > 췌장암에서 핵심 유전자의 조절 기전 규명 ■ 핵심유전자의 항체 및 tagging vector를 제작하여 관련 단백질 선정 및 검증 ○ 췌장암 특정 유전자를 Flag 또는 GST tagged vector로 제작하여 타깃 유전자와의 결합을 규명: Immunoprecipitation 방법을 이용. - 결과: NCAPH가 Holliday junction 5' flap endonuclease인 GEN1과 G₂-M phase에서 chromatin에서 결합이 증가됨을 확인함. ■ 결합 단백질들과의 관계를 규명하고 핵심유전자의 역할을 규명 ○ 타깃 유전자의 발현 및 위치화에 미치는 영향 규명: 세포면역염색법과 chromosome, nuclear 그리고 chromatin을 분리하여 발현 확인. - 결과: NCAPH와 GEN1이 DNA 손상에서 결합이 증가됨을 증명하였고, 췌장암 특정 유전자의 조절이 타깃 유전자의 위치화(localization)에 관여함을 증명함. □ 연구개발 결과의 중요성 ▶ 췌장암의 발달과정의 규명과 응용을 통한 학문적 수월성 확보 및 기초 연구의 중요성을 제시. ▶ 췌장암 특이적 조절유전자의 발굴 및 분자 기전 연구에 관한 총체적 집중 연구는 해당 질환의 기초 기전 및 질환기작 규명의 비약적 발전은 물론 이들로 인한 혁신적 의료관리 체제를 구축할 수 있으며 더 나아가 국가 의료·바이오 기술의 경쟁력을 향상시킴. ▶ 신물질의 탐색으로 인한 새로운 항암분자표적 발굴의 가능성 제시. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김재형
• 주관연구기관 : 분당서울대학교병원
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 췌장암;단속평형진화;염색체 불안정성;염색체 파열;다배체화;세포분열;세포전이;

□ 연구의 목적 및 내용 ○ 원자력 관련 기술 및 원자력 기술 개발 성과의 대외홍보 ○ 원자력 기술의 우수성과를 국제원자력기구(IAEA) 총회 기간 중 기술전시회 개최 □ 연구개발성과 ○ 유사사례 연구를 통한 IAEA 기술전시회 참가전략 수립 - 기존 성과 및 경험 분석을 통한 업무지식 관리 및 IAEA 기술전시 업무 고도화 - 유관기관 사례 및 성과홍보 조사 분석을 통한 효과제고방안 마련 - 전시 주제 선정의 배경, 기술적 근거에 대한 자료화 ○ IAEA 기술전시회(9월) 한국 전시관 운영 - 전시체계, 내용, 방법, 전시물 등의 개발을 위한 전문가 자문단 구성운영 - 전시주제 선정을 통한 전시 컨텐츠 기획 및 구성 • 한국의 대표적 원자력 기술 분야, 현재 중점 활동분야를 주제로 선정 • 전시주제 선정, 전시물(전시모형, 패널 등) 및 전시 컨텐츠 프로그램 개발 • 홍보동영상(약5분 내외) 제작, 한국의 특별전시와 연계한 전시구성 - 전시관 방문자 대상 설문조사 실시를 통한 전시준비 업무품질 개선 ○ 원자력 관심국에 우리나라의 기술성과 홍보 및 기여방안 제시 - IAEA 기술전시 참가 타 회원국의 전시구성 및 주제 분석 - IAEA 기술전시 아이템의 수출 성사사례 추적조사 ○ 국가 발전 및 원자력 기술자립에 따라 우리나라의 국제사회에서의 국가 위상 제고 ○ 한국의 원자력기술성과 및 지속적인 기술전시 활동 수행 □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) ○ 한국의 원자력기술의 우수성을 홍보하고 해외수출을 위한 발판으로 활용 ○ 원자력기술의 국제 인지도 향상 및 국가 브랜드 가치 제고 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 정서영
• 주관연구기관 : 한국원자력협력재단
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. IAEA 총회;기술전시회;기술협력; 2. IAEA General Conference;Technical Exhibition;Technical Cooperation;