□ 연구개요 자가포식(autophagy)은 보존된 세포내 분해기전으로 세포내 불필요한 물질 예를 들어 수명을 다한 단백질, 세포소기관, 외부항원 등을 자가포식체라 불리는 이중막으로 둘러싸 격리시키고, 리소좀과 융합하여 내부 물질들을 분해하여 재활용하는 기전이다. 자가포식은 세포의 항상성 유지에 중요하며, 따라서 다양한 생리학적-병리학적인 과정 및 질병에 연관되어 있다. 자가포식 기전에서 중심적인 역할을 하는 LC3/GABARAP family 단백질들은 자가포식에 관여하는 다양한 단백질들이 자가포식 기전에 작용할 수 있게 결합 자리를 제공한다. 자가포식에 관련된 여러 단백질들은 LIR(LC3 Interaction Region) 혹은 GIM(GABARAP Interaction Motif)이라 불리는 특정 아미노산 서열(이하 LIR)을 가지고 있으며, 이를 통해 자가포식체에 존재하는 LC3/GABARAP family 들과 결합하여 작용한다. 이러한 LIR과 LC3/GABARAP family단백질들 간의 결합성을 확인하기 위해서 기존연구에서는 생체 외 결합 실험을 주로 활용하였다. 이에 본 연구자는 생체 내에서 LIR 혹은 GIM과 LC3/GABARAP family단백질들 간의 결합성을 모니터링할 수 있는 새로운 방법을 개발하고, 더 나아가 특이적인 결합성을 보이는 LIR들을 찾고 LIR을 포함하는 결합단백질의 기능적 연구를 하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 생체 내에서 LC3/GABARAP family 단백질들과의 결합성을 검증하는 새로운 방법개발과 아직 연구되지 않은 LC3/GABARAP family에 결합하는 새로운 LIR들을 찾고, LIR를 포함하는 결합단백질의 기능을 연구하는 것을 목표로 했다. 1차 목표인 생체 내에서 LIR과 LC3/GABARAP family 단백질들 사이의 결합성을 검증하는 새로운 방법 개발하기 위해, 우선 내제적인 LC3/GABARAP family 단백질 모두가 결핍된 Hela 세포를 활용하여 생체 내 결합성을 모니터링 할 때 작용할 수 있는 부작용 및 영향을 최소화 하였다. 핵으로 위치하게 하는 nuclear localization signal (3xNLS)와 mRFP를 융합시킨 LIR과 GFP-LC3/GABARAP family의 lipidation mutant (Glycine → Alanine)를 제작하였다. 이를 같이 세포에 발현시켜 핵의 GFP 형광 정도를 측정함으로써 unlipidated LC3/GABARAP family 단백질들 과 LIR의 결합성을 측정하였다. 또한 lipidated LC3/GABARAP family 단백질에 대한 LIR의 결합성을 확인하기 위해 GFP형광이 융합된 LIR과 mRFP가 융합된 LC3/GABARAP family를 같이 세포에 발현시켜 자가포식을 유도하여 생성된 자가포식체의 GFP 형광 정도로 결합성을 측정하였다. 위의 두 방법을 통해 대체가능한 새로운 생체 내 모니터링 방법을 확립하였다. 2차 목표인 본 과제에서 제안한 새로운 방법을 활용하여 기존에 보고되었거나 잠재적인 LIR 들의 경합성을 모니터링 하고 이를 데이터베이스화하기 위해, 또는 특이적인 결합성을 보이는 LIR을 포함하는 결합단백질의 기능적 연구를 진행하기 위해, 출판된 논문과 다양한 문헌조사를 통해 새로운 LIR들의 정보를 찾아 LIR(X)-mRFP-3xNLS 과 LIR(X)-GFP를 제작 하여 모니터링하였다. 다양항 LIR들을 모니터링하여 각 실험 결과를 데이터베이스화하였으며, 새롭게 발견한 특이적인 LIR을 활용한 다양한 연구를 진행하고 있다. □ 연구개발결과의 중요성 - 자가포식 기전은 세포내 다양한 생리학적-병리학적 과정 및 질병에 연관 되어있으며, 세포내 항상성 유지에 중요한 것으로 알려져 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 자가포식에서 중심적인 역할을 하는 LC3/GABARAP family 단백질들에 대한 연구와 다른 단백질의 결합성을 모니터링하고 데이터베이스화 하는 연구는 앞으로의 자가포식 기전연구에 중요한 방법이 될 것이다. - 본 연구를 통해 개발된 새로운 모니터링 방법은 LC3/GABARAP family 단백질들에 대한 특정 LIR 혹은 결합단백질의 결합성을 생체 내에서 직관적으로 관찰 할 수 있으며, 뿐만 아니라 lipidated- 그리고 unlipidated-LC3/GABARAP family 단백질 2가지 형태에 대한 결합성 확인할 수 있어, 자가포식 기전에서 LC3/GABARAP family 단백질을 연구하는 연구자들에게 큰 도움이 될 것이다. - 최근 연구에서 자가포식은 분해하는 물질에 따라 각각의 선택적 자가포식(Selective Autophagy)로 분류되고 있으며, 여기에는 일부 특이적인 결합단백질들과 LC3/GABARAP family 단백질들이 선택적으로 작용한다고 알려졌다. 각 LC3/GABARAP family 단백질에 특이적인 LIR 혹은 LIR을 포함하는 단백질을 발견하고, 이를 활용하여 연구를 진행한다면 선택적 자가포식 기전 그리고 아직 알려지지 않은 LC3/GABARAP family 단백질들의 기능에 대한 연구에 중요하게 사용될 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장덕진
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20200600
• Keyword : Autophagy;Autophagosome;LC3;GABARAP;LIR;In vivo;Selective Autophagy;

□연구개요 본 연구 과제에서는 cre-lox system을 이용하여 조직 특이적으로 RORα를 knockout 시킨 유전자 변형 마우스와 일차 조골세포 및 파골세포 배양을 통해 RORα의 골 항상성을 조절 기능이 나타나는 일차 기관(primary organ)을 조사하고자 함. 또한 차세대 염기서열분석(next generation sequencing, NGS) 기반의 RNA-seq을 통해 RORα의 target 유전자를 발굴함으로서 RORα의 골 항상성 조절 기전을 밝히고 골다공증 치료 약물 target으로서의 가능성을 타진하고자 함. □연구 목표대비 연구결과 RORα knockout osteoblast 및 osteoclast primary culture를 시행함. RORα KO osteoblast의 분화가 증가하는 것을 확인함. RORα KO osteoclast에서는 분화의 차이를 관찰하지 못함. Prx1-Cre와 Lys-Cre를 통한 조골세포 lineage, 파골세포 lineage 특이적인 KO 마우스를 확립함. RORα의 target gene 및 조절 기전을 밝히지 못함. □연구개발결과의 중요성 기존에 알려진 바와 달리, RORα KO osteoblast에서 분화가 증가하는 것을 확인함. 따라서 RORα KO 마우스의 낮은 골밀도와 골형성 감소는 osteoblast cell autonomous한 표현형이 아닌 systemic 문제에 의한 2차적인 표현형이라고 생각됨. (출처 : 요 약 문 2p)

• 연구책임자 : 이기준
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20200600
• Keyword : 1. 고아수용체; 2. RAR-related orphan receptor alpha;Rora;Cre-LoxP;Bone;

Ⅰ 사업 추진 배경 및 기획 경과 1절 사업추진 배경 및 필요성 1. 사업 추진 배경 ￭ 소재·부품·장비 기술 자원화를 통한 무역전쟁 심화 • 소재·부품·장비 산업은 제조업의 허리이자 경쟁력의 핵심요소 – 국내 소재·부품은 제조업 사업체 수의 37.24%, 종사자의 44.53%, 생산액의 48.93%, 부가가치액의 51.64% 비중을 차지하는 주력 기간산업으로 발전 • 외형적으로 높은 성장을 이룩하였으나, 핵심 소재·부품의 높은 해외 의존구조로 인하여 수출규제 시 우리나라 경제에 큰 위협 가능 – 01년 ‘부품·소재전문기업 등의 육성에 관한 특별조치법’ 제정 이후, 양적 성장기반 마련하였지만, 생산 3배, 수출 5배 증가 등 외형이 크게 성장하였으나, 범용제품 위주의 추격형 전략과 압축 성장으로, 핵심 전략품목의 만성적 대외의존 지속, 글로벌 경합도 증가, 부가가치 정체 등 한계 – 소재 산업 관련 가마우지 경제*에서 벗어나 첨단소재 대일 무역역조 해소를 위한 높은 수준으로의 기술 고도화 필요 * 가마우지 경제 : 수출품의 원자재를 일본에서 대부분 수입하는 대한민국의 수출 구조상 문제점으로 인해 수출로 얻는 실질적인 이익을 대부분 일본에 뺏기는 형태 ￭ 빠른 기술혁신과 미래사회 변화에 대응하여 과학기술 자체를 선도형으로 혁신 추진 • 우리나라는 산업화 시기의 기술 공급자적 R&D 구조와 오랜 기간 고착화된 추격형 R&D 체계에서 창의·선도형 R&D 체계로 전환* 중 * 제4차 과학기술기본계획은 추격형 R&D 전략으로는 빠른 기술혁신 및 환경변화에 대응하기 어려운 점을 강조하면서 창의·선도형 R&D 체계로 전환을 미래비전 실현을 위한 과학기술정책방향으로 제시 • 과학기술 자체를 선도형으로 혁신하기 위해서는 고성능 대형가속기 등 인프라 확대 필요 – 세계적으로 대형광가속기의 활용을 통하여 미개척분야에 대한 혁신적인 기술이 창출 – 우리나라는 방사광가속기를 활용하여 세계 최초 물의 특성 규명, 반도체 효율증대 나노패턴 기술 개발 등 선도적 연구성과를 창출 ￭ 주요 선진국은 고성능 대형가속기가 미래유망분야 핵심원천기술 확보에 필수적인 첨단연구 인프라로 인식하고 체계적이고, 선제적 투자 진행 중 • 미국, 유럽 등 주요 선진국들은 중장기 계획을 수립하여 체계적으로 대형가속기를 구축·운영 중 ※ 미국 DOE의 HEP(High Energy Physics), NP(Nuclear Physics) 및 BES(Basic Energy Science), 유럽연합경쟁력이사회 ‘ESFRI’ 중장기 계획(’10∼’20년) 등 • 특히, 방사광가속기를 활용한 반도체·소재·신약개발 등 첨단산업 R&D를 지원 ※ 전 세계 47기(1 GeV 이상) 운영중, 타미플루(스탠퍼드大 방사광가속기(SSRL)) 개발, 인텔/HP는 SSRL, LBNL과 협업, 대만 TSMC社는 세계적 반도체 경쟁력 확보 ￭ 우리나라의 경우 방사광가속기 활용 연구성과가 지속 증대하고 있으나 첨단산업 핵심기술 확보를 위한 방사광가속기 활용수요 대응 한계 노출 • 방사광가속기를 활용한 연구성과 지속 증대 ※ SCI 논문 수/편당 I.F. : ('10) 407건/3.3→('14) 551/4.2→('19) 561건/7.7 ※ '18년 기준 mrnIF가 78.9로 정부 R&D전체 평균 63.83에 비해 월등히 높은 수준 • 빔타임 제공 부족, 산업지원 R&D 전용 빔라인 부재로 산업지원 R&D 수용에 대한 신속한 대응 곤란 – 기 구축 방사광가속기의 신청대비 지원 비율 지속 하락*하고 있으며 특히, 산업체 빔타임 수용률 지속 감소** * 신청대비 지원 비율 : ('17) 52.3%→('19) 50.6% ** 산업체 빔타임 수용률 : ('17) 55.0%→('19) 47.6% ☞ 방사광가속기 활용수요에 대응하고 과학기술 수준 향상 및 산업적 활용도 제고를 위한 고성능 다목적 방사광가속기 구축 필요 2. 시급성 ￭ 핵심 소재·부품의 해외 의존구조 극복을 위한 방사광가속기 구축 시급 • 소재·부품산업은 우리나라의 주력 기간산업*이나 첨단 소재·부품의 경우 일본, 미국, 독일 등 선진국에 의존** * 국내 소재·부품 산업은 제조업 사업체 수의 37.24%, 종사자의 44.53%, 생산액의 48.93%, 부가가치액의 51.64%를 차지(소재부품 종합정보망, www.pmsd.or.kr) ** 특히, 對日 무역적자는 ’01년 △165억 달러 → ’18년 △224억 달러로 장기간 지속(소재·부품·장비 R&D 투자전략 및 혁신대책 후속계획, 범부처, 2020) • 일본은 SPring-8 방사광가속기를 이용한 부품·소재의 연구개발로 반도체 부품 및 장비 강국 유지 ※ SPring-8을 활용하여 반도체용 신산화물재료 평가, 고성능전지재료의 국소구조 해석, 나노 재료평가, 미량원소분석, 재료단면관측, 재료의 불량분포분석 등)에 이용 • 우리나라 경제에 큰 위협을 주었던 일본의 對 한국 수출규제*의 사례를 미연에 방지하기 위하여 핵심 소재·부품의 자립화 시급 * 2019년 7월 1일 일본 경제산업성이 반도체 및 디스플레이 제조 핵심 소재(플루오린 폴리이미드, 포토레지스트, 에칭가스 등)의 수출을 제한 ￭ 미래유망분야 핵심원천기술 확보 및 국가 기간 산업 기술안보에 필수적인 고성능 대형가속기 구축 시급 • 첨단산업기술 확보 및 선도형 기초원천 연구를 위한 고성능 빔라인 구축 필수 – 미국은 1930년대 최초의 가속기를 개발하여 노벨상 수상, 로렌스버클리연구소(LBNL)는 현재까지 관련 분야를 선도 – 방사광가속기를 이용하여 미세구조 분석을 통한 신약, 반도체 분야에서 다양한 성과 창출 ※ 타미플루는 스탠퍼드大 방사광가속기(SSRL)를 활용한 단백질 구조분석의 성과 ※ 인텔, HP는 SSRL, LBNL과 협업, 반도체 소재의 불순물 검사 정밀도를 대폭 향상 ￭ COVID-19 확산과 같은 국가/사회 문제 신속 대응 기술 확보를 위한 인프라 구축 시급 • 인간사회와 자연환경에 대한 재난·재해 위험이 세계적으로 증가하고 있으며 특히 신종감염병의 경우 그 위험도가 매우 높음* * 신종감염병은 미래위험 영향력 측면에서 1위, 발생가능성 측면에서 자율주행 오류, 생활 유해물질에 이어 3위를 차지(빅데이터로 본 미래위험신호 FUTURE SAFETY ISSUE(2019-13호) - 국립재난안전연구원) • 방사광가속기를 통해 단백질 결합구조를 밝혀낸 덕분에 타미플루 개발에 성공하여 신종플루 극복에 기여 ※ 최근 신종감염병이 유례없는 속도로 출현하고 있으며, SARS, MERS, 에볼라, 조류인플루엔자, 지카 바이러스, COVID-19 등 40가지가 넘는 신종감염병이 발견됨에 따라 그 위험성이 커지고 있음(질병관리본부, 2019) ￭ 기구축 방사광가속기 이용 포화 및 성능한계를 극복하고 미래기술 선점에 필요한 고성능 다목적 방사광가속기 구축 시급 • 포항방사광가속기는 1994년 준공 이후 26년간 과학발전에 많은 기여를 하고 있으나 가속기 노후 및 성능한계로 국제 경쟁력 저하 – SCI 논문 편수, 평균 IF, Nature/Science 논문게재 등 연구성과의 양적·질적 확대 • 주요국은 차세대 방사광가속기 신규도입 및 성능향상을 추진 ※ 차세대방사광가속기 추진현황: 스웨덴 MAX-IV(3 GeV), 중국 HEPS(6 GeV), 브라질 SIRIUS(3 GeV) (이상 신규도입), 미국 APS-U(6GeV), 일본SPring-8-II(6GeV), (이상 성능향상) 등 3. 국고지원의 필요성 및 시급성 ￭ 국고지원 요건 • (근거법령) - 기초과학연구진흥법, 과학기술기본법, 기초연구진흥 및 기술개발지원에 관한법 등 • (방사광가속기 관련 정부계획) - 대형가속기 장기 로드맵 및 운영전략(2020.03) - 대형가속기 운영체제 개선방안(2017.02) - 소재·부품·장비 연구개발 투자전략 및 혁신대책(2019.08) ￭ 정부 지원의 필요성 • 소재·부품산업 육성정책, 미래 첨단산업(소재·반도체·바이오) 발전에 따른 방사광가속기 기업수요에 장기적으로 대응 필요 - 현재 대기업 이용 비율이 높으나(70∼80%) 소재부품 관련 중소기업 수요 증가가 예상되어 관련 지원책 마련이 필요 * 세계 반도체시장 ’30년까지 연평균 4.5% 증가, 고부가첨단소재 시장규모 ’20년 242조→ ’30년 411조 증가, 세계 의약품시장 ’30년 1.8조 달러로 확대 예상 - 산업체 이용 활성화를 위해 일반 연구자와 차별화된 산업 지원용 빔타임의 대폭 확대 제공 필요 * 해외 사례 : SPring-8(일본) : 전용 6기(운영), ESRF(유럽) : 전용 4기(구축예정), Aichi(일본) : 산업전용 등 * 빔타임 평균 3일보다 많은 6일 이상을 요구(방사광가속기 이용기업 설문조사결과, ‘19.12월) • 방사광가속기는 국가의 기초과학 강화를 위해서 필요한 공공연구시설이므로 국가의 과학기술 강화를 위해서 정부의 재정지원 역할이 필요 - 생명공학, 재료과학, 화학, 지구과학, 환경과학 등 과학 및 산업분야의 연구개발에 필요한 고도의 연구시설임 - 최근 연구분야의 확대와 이용자수의 증가는 동 시설에 대한 사회적 필요성을 방증하고 있는 결과 - 방사광가속기는 대형 연구시설로 구축비용이 높아 시장에서 생산되기 어려운 서비스 • 사회적으로 고급역량을 보유한 인재들의 지속적인 활용 필요 - 방사광가속기의 설비 및 연구분야에 많은 전문인력들이 배치되어 있고, 이들 인력은 가속기 연구 분야에서 고급역량을 보유하고 있는 인재임 - 현재 국가 경쟁력 제고를 위해 필요한 기존 방사광가속기 시설을 유지하기 위해서는 필수적인 인력이며 이를 꾸준히 지원하고 사회적으로 역할을 할 수 있도록 지원하는 것이 정부의 역할 - 방사광가속기의 관리 운영에 투입할 수 있는 국내 인력은 포항가속기 연구소 인력 외에 대체가 어려움 - 이들 인력은 가속기 건설과정에 많은 역할과 기여 할 수 있어 활용도가 높음 ￭ 국가재정 운용계획 연계 • 국가 GDP대비 R&D예산 세계 1위,* 정부 R&D 30조** 시대에 걸맞는 세계 과학기술 선도를 위한 첨단 R&D 플랫폼을 구축함으로써 국가 브랜드 가치 향상 * GDP 대비 R&D 예산 비중 세계 1위 (4.55%), 전체 R&D 예산 투자규모 세계 5위 ** 2019년 최초로 정부 R&D 예산이 20조 원을 돌파, 기재부에 따르면 2023년에는 30조 원 시대 도래 (출처 : 요약서 23p)

• 연구책임자 : 이기종
• 주관연구기관 : 주식회사 이니씽크
• 발행년도 : 20200500
• Keyword :

□연구의 목적 및 내용 ◦전산화 단층 촬영(CT; computed tomography) 은 의료 방사선 피폭의 주요한 진단적 검사로 CT 저감화 (dose reduction) 에 대한 국민의 관심과 요구가 점차 증가하고 있음 ◦저선량 CT 영상 품질 개선에 인공지능 기술의 하나인 딥 러닝 기술이 적용된 연구들이 최근 발표되어 의료 영상 인공지능 시장에 새로운 방향을 제시함 ◦딥 러닝 학습을 위해서 짝을 이루는 데이터 (정답이 있는 데이터, 예; 환자가 저선량 CT 1회, 표준선량 CT 1회 각 각 촬영)가 필요하다는 한계점이 있음. ◦이에 본 연구에서는 실제 의료 환경에서 얻은 짝이 없는 자료들을 이용하여 저선량 CT 영상 품질 개선이 가능한 딥러닝 알고리즘을 개발하고 객관적인 평가 과정을 거쳐 범용성의 프로그램을 개발하고자 함 □연구개발성과 1. 데이터 준비 ◦빈도수가 가장 높은 복부/골반 CT를 대상으로 하여 짝이 없는 데이터 준비 2. 적합한 딥 러닝 알고리즘의 개발 ◦저선량 CT를 표준 선량 CT 로 변환 할 수 있는 딥러닝 알고리즘 개발 ◦저선량 및 표준선량 CT 영상 (training set)으로 딥러닝 알고리즘을 학습 ◦학습에 쓰이지 않은 저선량 CT (test set)를 이용하여 가상의 표준선량 CT 영상 획득 3. 가상의 표준선량 CT 영상 평가를 통한 딥러닝 알고리즘 성능 평가 ◦가상의 표준선량 CT 영상과 원본 저선량 CT 영상을 정량적/정성적 비교 평가함 4. 두부 CT와 흉부 CT 에 복부/골반 CT 연구 내용 적용 ◦복부/골반 CT 다음으로 많은 건수를 차지하고 있는 두부 와 흉부 CT 검사에 확대 적용하여 평가를 진행 중 5. 저선량 복부/골반 CT 영상에 적용 가능한 딥 러닝 기반의 잡음 제거 방법으로 특허 출원 6. 저선량 복부/골반 CT 영상에 딥 러닝 기반의 잡음 제거 소프트웨어를 실시간으로 적용 할 수 있도록 연구책임자가 속한 병원에 서버를 구축하는 작업이 진행 중이며 저선량 흉부 및 두부 CT 영상에도 적용할 예정임 □연구개발성과의 활용계획(기대효과) ◦최신의 저선량 고품질 CT 시스템을 사용하지 못하는 기존의 CT 장비에서도 저선량 CT 의 영상 품질 저하를 극복 함으로써 기존 CT 장비의 활용도를 높임 ◦의료 진단 보조 측면에 집중되어 있는 의료 영상 분야 인공지능 기술의 산업화 시장의 패러다임 변화 유도 ◦궁극적으로는 국민 의료 방사선　피폭 선량 저감화에 기여하고 방사선 안전 및 국민보건 증진을 기대함 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 유선경
• 주관연구기관 : 충남대학교병원
• 발행년도 : 20201000
• Keyword : 1. 인공지능;딥 러닝;전산화 단층 촬영;영상 잡음;방사선량 저감화; 2. Artificial intelligence;Deep learning;Computed tomography;Image noise;Radiation dose reduction;

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 - 플라즈마/수산소 결합형 수중 절단 시스템의 상용화를 완성하였다. 사 양: 80kW, 절단두께 40mm, 수심 깊이 300mm, 피재료: 원전용 NI계 20%이상 고온 합금. 해양 구조물 적용처 다양. 플라즈마 전원 60kW급. 수산소 발생기 40kW급, 99% 이상 역화 방지 - 직립 원형 Cell 방식, 가스 발생량은 전력 3.4Kw 사용 시 가스 발생량을 0.3 Nm³/h에서 1 Nm³/h을 일정하게 유지. 기존의 분리 격막을 제거하여 수소와 산소를 공유 결합 상태에서 안정적으로 수중에서 사용 할 수 있는 성능 보여주었다. - 정격운전시(플라즈마 56kW, 수산소 20kW)절단 성능은 중 수심 깊이 300mm, 니켈,크롬 20%이상 함유된 합금강 뚜께 40mm 이상 절단. 절단 속도 600mm/min 으로 목표를 초과 달성하였다. - 절단 시험 평가에 의하면 합금강 SUS304 및 SUS316 절단시 절단 속도(400-600mm/min) 에서 수산소 가스 혼합량은 (Ar 70%, HOH 30%)으로 최적화 하였다. 절단 속도는 소재에 따라 가스량을 적당히 조절하면 최적화됨을 알 수 있다. 종합적으로 수산소 가스가 증가해도 절단면이 매우 양호하게 됨을 알 수 있다. 즉 플라즈마로만 POWER를 증가하는 것에 비해 수산소를 적당히 혼합해도 원전 설비인 합금강 SUS304 및 SUS316 절단시 매우 우수한 절단 성능을 보여주고 있음을 확인 할 수 있었다. - 전자식 광센서 및 기계적 장치를 혼용하여 99% 이상의 역화 방지 기능이 확보되었다. - 로봇을 이용하여 3D 절단이 이루어졌다. 직선, 곡선, 틸팅, 삼각선 등의 실제 현장에서 적용 가능한 절단 기능이 완성되었다. (출처 : 요약문 7p)

• 연구책임자 : 동상근
• 주관연구기관 : 한국에너지기술연구원
• 발행년도 : 20201200
• Keyword :

연구개요 본 과제를 통하여 세계 최초로 방사선 유발 육종 환자 그룹의 수술 시 얻어진 검체의 전장 유전체 분석(whole genome sequencing) 을 시행하였음. 기준치 이상의 QC를 거친 DNA 로 whole genome sequencing library를 제작하였음. 해당 NGS library로 whole genome sequencing을 수행하였음. 분석 과정에서 기본적인 유전체 분석의 변이 뿐 아니라, copy number analysis, mutational signature analysis 도 수행하였으며, 특히 이 과정들에서 The Cancer Genome Atlas (TCGA)의 자연 발생 육종의 시퀀싱 결과 들과 비교하는 과정들을 포함하였음. 연구 목표대비 연구결과 ◼ 방사선 유발 육종으로 수술 받은 환자의 검체에서 DNA를 추출하고, quality control (QC) 검사를 수행함. -> 적절하게 수행되었음. 기준치 이상의 QC를 거친 DNA 로 whole genome sequencing library를 제작하였음. 해당 NGS library로 whole genome sequencing을 수행함. ◼ DNA 의 전장 유전체 시퀀싱을 통해 방사선 조사 이후 발생하는 염증 반응, 그리고 환자의 면역 체계의 변화가 이후 종양의 발생에 미치는 영향을 분석할 예정임. -> 적절하게 수행되었음. 방사선유발육종 뿐 아니라, 자궁경부암에서의 면역 체계의 변화가 이후 종양의 발생과 예후에 미치는 영향에 대해 The Cancer Genome Atlas database를 이용하여 분석하여 방사선유발육종의 발생 기전과 비교하였음. ◼ 방사선 유발 육종 특이적인 유전체 변형 (fusion gene 포함)을 발견함. -> 적절하게 수행되었음. Fusion gene 에 대한 시퀀싱 분석을 위한 분석 플랫폼이 사용됨. ◼ 방사선 유발 육종의 원인 평가 및 치료시험을 위한 세포주 확립 -> 적절하게 수행되었음. Cell line 계대배양중임. mouse 실험을 통하여 방사선조사로 인한 면역체계 마커 변화를 관찰하였음. 연구개발결과의 중요성 ■ 방사선의학에서 아직 유전체 연구 및 암 발생 기전 연구는 국내외적으로 미흡한 편이며, 본 연구를 통하여 세계적으로 방사선의학 에서의 유전체 연구를 선도하는 그룹이 되었음. 연구 플랫폼을 제시하고, 해당 분야의 성장을 주도할 수 있게됨. ■ 방사선 유발 종양의 염증 및 면역 인자 분석을 바탕으로, 염증이 종양 발생에 미치는 영향에 대한 기전의 이해 및 면역 반응의 이상이 종양 증식 억제를 회피하는 기전을 심층적으로 이해하게 되었음. ■ 본 연구의 결과를 바탕으로, 방사선 유발 종양의 진단에 fusion gene 등 유전적 인자를 도입할 수 있을 것으로 생각됨. 이후의 치료 방침 결정 및 효과적인 약제발굴에도 획기적인 변화를 줄 수 있음. ■ Cell line 구축을 통해 이후의 cell engineering을 통한 therapeutic modulation의 기반을 마련할 수 있음. ■ 관련 분야 후학들을 교육함으로써, 박사 학위 및 전문가 인력을 배출할 수 있음. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 장지현
• 주관연구기관 : 서울대학교병원
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 방사선 치료;방사선 유발 육종;전장 유전체 분석;종양 발생;

○ 원자력 사고 초기에 현장작업자을 대신하여 신속대응을 위한 신속이동/취급 로봇 시작품을 개발 및 통합을 수행하였음 - 신속이동 보행시작품 개발을 위해 다리기구의 경량화 설계, 경량 고출력 BLDC모터 설계/제작 및 탄소섬유 3D 프린터를 이용한 경량화 제작을 수행하였음 - 신속취급 매니퓰레이터 시작품 개발을 위해 경량 고감속비 감속기 설계 및 탄소섬유 3D 프린터를 이용한 경량화 제작을 수행하였음 - 다리기구와 매니퓰레이터를 통합한 로봇 시작품을 구축하였음 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 정경민
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 원자력발전소;위험작업;극한환경기술;신속 이동;신속 취급; 2. Nuclear Power Plant;Dangerous Duty;Extreme Environment;Rapid Mobility;Rapid Manipulation;

1. 연구개발 목표 및 내용 원자력사고 초기 신속대응 로봇시스템 적용성 증대를 위한 실증 시설 구축 및 로봇시스템 성능평가 - 원자력시설 사고환경, 시나리오 분석 및 로봇 미션 설정 - 원자력시설 모사 로봇 실증시험용 테스트베드 구축 - 사고모사 환경에서 로봇과 관련 기술 적용성 평가기술 개발 2. 연구결과 ◦ 원자력시설 사고 환경, 시나리오 분석 및 로봇 미션 설정 - 시나리오 기반 및 후쿠시마 원전 정보 수집을 통한 사고환경 분석 - 비정상 운영절차서/비상운전절차서/중대사고 지침서를 분석하여 로봇이 수행해야할 긴급조치 미션 설정 ◦ 원자력시설 사고를 모사한 로봇 실증시험용 테스트베드 구축 - 로봇 긴급조치 미션 시험을 위한 CVCS 계통의 실규모 실증시험용 테스트베드 구축 - 디지털 목업을 구축하고 동역학 기반의 로봇 이동성 모의실험 수행 및 사고 유사환경 모사 고온/비가시 챔버 구축 ◦ 사고모사 환경에서 로봇 관련 기술 적용성 평가 - 기개발 및 개발중인 로봇을 이용하여 테스트베드에서 이동성/조작성 시험 및 평가 - 드론의 실내 비행성 시험/평가 및 초고속 무선통신 적용성 시험 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 최영수
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 원자력사고;긴급조치 시나리오;로봇 테스트베드;로봇 이동성/ 조작성 시험;로봇 적용성 평가;

□ 연구개요 Big Data challenges are the next frontier in cosmological research, as state-of-the-art astronomical surveys (SDSS, DESI, LSST) are or will be soon providing enormous 3D atlases of galaxies and quasars by mapping increasingly larger volumes of the Universe. These unique datasets allow one to address pressing scientific open questions, such as the nature of the accelerated expansion of the Universe (i.e. Dark Energy), the rate of growth of structures, the summed neutrino mass, and Primordial non-Gaussianity (PNG) in the density field. The massive sample size along with the high dimensionality of Big Data introduce computational and statistical challenges: their interpretation requires the ability to simulate larger and larger volumes of the Universe with exquisite resolution over a wide range of scales, the modeling of additional components besides gas and dark matter, as well as fast analysis techniques and smart algorithms. To this end, high-resolution and high-fidelity cosmological simulations and cutting-edge mock catalogs, particularly in presence of massive neutrinos and dark radiation, are essential in order to interpret massive cosmic web data and control systematics. At the present time, there is a pressing demand for state-of-the-art cosmological simulations and mocks, especially including the effects of massive neutrinos at small scales. Our research is precisely filling this gap, providing key deliverables to advance our knowledge of the cosmos. □ 연구 목표대비 연구결과 The major goals of our proposal are to provide novel cosmological hydrodynamical simulations and state-of-the-art mock catalogs built from the largest simulation ever made (Outer Rim), and use those products in synergy with Sloan Digital Sky Survey (SDSS) data to map uncharted regions of the cosmic web with different large-scale structure (LSS) tracers - with a major focus on dark energy, neutrino cosmology, and PNG. The Sejong Suite, an extensive collection of over 300 state-of-the-art high-resolution cosmological hydrodynamical simulations primarily developed for modeling the Lyman-Alpha forest, has been designed for this purpose. Developed at KISTI, the suite spans a variety of cosmological and astrophysical parameters, including the dark sector; it is available to the scientific community, and represents a valuable asset for surveys such as eBOSS and DESI. In addition, we deliver a large number of Outer Rim state-of-the-art mock catalogs. These mocks have been used for the eBOSS challenge functional to the final analysis of the eBOSS DR16 galaxy sample. Outperforming with respect to our initial goals, in July 2020 we released a comprehensive analysis of the largest 3D map of the Universe ever created, filling the most significant gaps in our possible exploration of the Universe. Such results were presented in more than 20 papers, along with the most accurate constraints on cosmological parameters and neutrino mass to date. Our mock products were used in the eBOSS DR16 consensus cosmology, to quantify the global systematic error budget. We also released one of the most stringent bounds on PNG of the local type ever obtained from LSS data. □ 연구개발결과의 중요성 High-fidelity cosmological simulations and mocks, particularly including massive neutrinos and dark radiation, are essential for interpreting cosmological data. And smart algorithms are necessary for dealing with massive datases, such as those obtained by large-volume cosmological surveys. Moreover, our primary scientific goals (i.e. neutrino cosmology, the dark sector, and PNG) are at the forefront of contemporary research. In particular, ruling out one of the neutrino hierarchies would have a dramatic impact in particle physics, as its knowledge will complete the understanding of the neutrino sector and shed light into leptogenesis, baryogenesis, and the origin of mass. Finally, the release of the largest 3D map of the Universe ever created by the eBOSS collaboration marks a remarkable milestone, with numerous press releases worldwide. Such challenging achievement, made available to the scientific community, represents a legacy in astronomy, and a pathfinder for all of the next generation large-volume surveys (DESI, LSST, GMT). (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : Graziano Rossi
• 주관연구기관 : 세종대학교
• 발행년도 : 20201200
• Keyword : Simulations;Large-Volume Surveys;Large-Scale Structure;Neutrinos;Cosmology;Computational Methods;Dark Matter;Dark Energy;Big Data/Smart Algorithms;

○ 본 연구에서는 남북, 미북 정상회담 등 한반도 비핵화 진전에 따른 한반도 비핵화 이행에 따른 과학기술적 대응 방안과 남북 원자력 협력 방안을 제시함 ○ 최근 북한의 비핵화 경과, 핵무기 등 개발 동향, 원자력 시설 등 현황, 국내외 비핵화 사례, 완전한 비핵화 이행 절차 등을 조사함 ○ 신고, 검증, 평가, 해체 등 이행 절차에 따른 우리나라의 과학기술적 준비와 대응 방안을 제시함 ○ 북한의 비핵화 이후 남북한 원자력 협력 모델로 원전, SMART, 방사선 기술을 제시하고 핵시설 인력의 재배치 방안을 제시함 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 강영철
• 주관연구기관 : 한국원자력안전아카데미
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 한반도 비핵화;북한 핵 시설;남북원자력협력;국제과학기술센터;에너지특구; 2. Denuclearization of the Korean peninsular;North Korea nuclear facilities;the South-the North nuclear cooperation;International Science and Technology Center;Energy Special Zone;