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    2020.09.30

    □ 연구개요 본 연구에서는 식물-미생물 상호작용의 연구 모델로 알려진 벼 도열병균에서 병 발생에 관여하는 이펙터 유전체를 찾아내고 그 기능을 구명하여 벼 도열병균의 병원성을 시스템 수준에서 이해하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 세부적으로는 유전체 수준에서 식물병원성 곰팡이 이펙터를 효율적으로 동정할 수 있는 생물정보학적 파이프라인을 구축하고, 더불어 식물병원성 세균에서 밝혀진 TAL-like이펙터를 벼 도열병균에서 동정하여 그 작동 기작을 분석한다. 또한 벼-도열병균 상호작용 전사체를 확보하여 병 발생 메커니즘에 대한 블루프린트를 제시하고자 한다. 이렇게 확보된 모든 정보를 통해 벼 도열병균의 병 발생 메커니즘을 시스템 수준에서 이해한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 벼 도열병균및 다른 식물병원균에서 이미 밝혀진 이펙터 유전자들의 특성을 파악하여 유전체 수준에서 곰팡이 병원균 이펙터 유전자를 동정할 수 있는 생물정보학적 파이프라인을 구축하는 것이다. 이를 위해 먼저 곰팡이 유전체로부터 분비단백질로 예측되는 유전자 정보를 선별할 수 있는 기계학습 기반의 동정 시스템을 구축하였다. 또한 식물병원균 뿐만 아니라 공생균 및 부생균을 대상으로 이펙터 유전체를 확보하여 곰팡이 생활방식에 관여하는 이펙터들의 상호관계에 대한 비교 분석 연구를 수행하였다. 그 결과 136종의 곰팡이에서 이펙터 유전체를 동정하였고 이들이 생활방식과 연관되어 있다는 것을 밝혀내었다. 2) 식물병원성 세균에서 밝혀진 TAL-like 이펙터를 벼 도열병균으로부터 탐색 및 확보하여 이들에 대한 특성을 구명했다. 이를 위해 분비단백질체 중 핵으로 전달가능성을 나타내는 도메인(nuclear localization signal)이나 전사인자 도메인(transcription factor)을 갖는 유전자들을 대상으로 연구를 수행하였다. 선발된 이펙터 단백질들이 기주 세포의 핵으로 이동한 후 기주 세포에서 전사 조절 기능을 수행한다는 것을 확인했다. 3) 벼-도열병균 상호작용 시 발현이 유도되는 전사체를 확보하고, 이들에 대한 생물정보학적 분석을 통해 도열병 발생에 관여하는 유전자들의 역할 예측을 유전체 수준에서 제시했다. 선발된 유전자들 중 일부는 유전자 삭제 변이체를 만들었고, 표현형 관찰을 통해 도열병 발생에서 이들의 기능을 구명하였다. 그리고 각 유전자들의 기능적 특성은 LIMS에 입력되어, 기존의 병원성 관련 유전자들에 대한 정보 및 CFGP에 저장된 유전체 정보를 바탕으로 벼 도열병균의 병 발생 메커니즘을 시스템 수준에서 이해할 수 있는 새로운 플랫폼을 제시했다. □ 연구개발결과의 중요성 식물병 발생에 관여하는 이펙터 유전자들에 대한 현재까지의 연구는 전통적인 유전학 연구기법을 활용하여 수행되었기에 많은 시간과 노력이 소요되었다. 그러나 본 연구에서는 보다 효율적이며 유전체 수준에서 이들을 규명할 수 있는 새로운 생물정보학적 동정 시스템을 개발하여 관련 분야 연구의 문제점을 극복했다. 그 결과 식물 병원균에서 새롭게 핵 이펙터를 발견하고 기능을 분석하여 식물병 발생을 이해하는 새로운 패러다임을 제시했다. 더불어 상호작용 전사체를 이용한 유전자 발현 블루프린트를 제공하여 식물병 발생을 유전체 수준에서 이해할 수 있는 플랫폼을 마련했다. 이러한 다학제적 연구를 통해 직접적으로는 식물 병원성 곰팡이의 방제에 이용할 수 있을 뿐 아니라, 더 나아가 비교 유전체학 연구를 통해 인체 병원균 연구에도 그 결과를 적용할 수 있을 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 이용환
    • 주관연구기관 : 서울대학교
    • 발행년도 : 20201000
    • Keyword : 벼 도열병;이펙터;곰팡이 유전체;상호작용 전사체;탈 이펙터;식물병원성 곰팡이;생물정보학;단백질 분비;병원성 유전자;
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    2020.11.30

    □ 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;
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    2020.11.30

    4. 연구결과 〇 한반도 미기록/신종 조사발굴 및 확증표본 확보 -한반도 미기록/신종 6분류군 발굴 • 미기륵종 2과 2속 3분류군 • 신총 3과 3속 3분류군 〇 제주도 선태식물상 조사 및 표본 확보 - 총 25과 36속 51종 51분류군 650점 표본 확보 • 선류식물 16과 25속 37종 37분류군 확보 • 태류식물 9과 10속 14종 14분류군 확보 〇 엄마이끼속(Scapania)의 분자계통학적 연구 - 전체적으로 엄마이끼과(Scapaniaceae)에 속하는 3개의 속이 별개의 독립된 clade로 뚜렷하게 구분됨 - 엄마이끼속(Scapania)내에서는 전반적으로는 각 종별 구분이 되었으나, 울엄마이끼, 산엄마이끼, 베루카엄마이끼가 계통수에서 구별이 되지 않음 - 보라엄마이끼, 자주엄마이끼, 계곡엄마이끼가 같은 절의 그룹을 형성하며 분류학적 유연관계가 가까운 것으로 나타남 (출처 : 요약문 8p)
    • 연구책임자 : 현창우
    • 주관연구기관 : 국립생물자원관
    • 발행년도 : 20201200
    • Keyword :
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    2020.05.31

    □ 연구개요 • 연구개발의 최종목표: 소포체 스트레스에서 eIF2α 인산화에 의한 오토파지 마스터 조절인자 TFEB와 TFE3의 세포내 위치와 오토파지활성 조절기전 규명 • 연구개발의 필요성: 소포체 스트레스는 많은 질병과 관련이 있어 학계와 산업계의 큰 관심분야임. 소포체 스트레스에서 중요한 유전자발현 조절자인 eIF2α 인산화와 소포체 스트레스 극복에 중요한 역할을 담당하는 오토파지의 마스터 전자인자 TFEB의 핵 자리옮김의 연관관계 연구와 이를 활용할 수 있는 기초연구가 필요함 • 연구개발의 범위: 소포체 스트레스에서 eIF2α 인산화에 따른 오토파지 마스터 조절인자 TFEB와 TFE3의 핵이동 연관 관계 규명과 관련 유전자 발굴 □ 연구 목표대비 연구결과 1. 소포체 스트레스 시 오토파지 마스터 전사인자 TFEB와 TFE3의 세포내 위치 조절자가 인산화된 eIF2α임을 확정 - 소포체 스트레스에서 eIF2α 인산화 의존적 TFEB/TFE3 세포내 위치 조절 확인 - 소포체 스트레스에서 TFEB와 TFE3 의존성 오토파지 유전자 발현이 eIF2α 인산화에 의해 조절됨을 확인 - 소포체 스트레스에서 오토파지 활성 조절이 eIF2α 인산화 의존적임을 확인 2. 소포체 스트레스 시 eIF2α 인산화에 의한 TFEB와 TFE3의 세포내 위치 조절 기전 파악 - eIF2α 인산화에 의한 TFEB와 TFE3의 세포내 위치 조절이 Downstream 유전자인 ATF4 발현에 의해 조절됨을 확인 - 소포체 스트레스에서 TFEB와 TFE3 핵 자리옮김 조절기전이 기존에 알려진 인산화 및 세포내 칼슘양의 변화와 상관없음을 확인 3. 소포체 스트레스 시 eIF2α 인산화에 의한 TFEB와 TFE3의 세포내 위치 조절 기전 검증 - 발굴 유전자인 ATF4 과발현에 따른 eIF2α 인산화 결손 세포의 TFEB와 TFE3의 세포내 위치 조절 문제 회복 검증 - 발굴 유전자인 ATF4 과발현에 따른 eIF2α 인산화 결손 세포의 TFEB와 TFE3의존성 유전자 발현 회복 검증 - 발굴 유전자인 ATF4 과발현에 따른 eIF2α 인산화 결손 세포의 오토파지 기능 회복 검증 □ 연구개발결과의 중요성 1. 학문적 측면 - 인산화된 eIF2α의 새로운 역할 규명: eIF2α가 오토파지 마스터 전사인자의 세포내 위치를 조절하여 오토파지 활성을 조절할 수 있음을 보이는 최초 보고임. - 소포체 스트레스에서 오토파지 활성 조절의 새로운 기전 규명: eIF2α 인산화와 ATF4 발현을 통하여 오토파지 마스터 전사인자를 조절함으로써 소포체 스트레스를 조절할 수 있다는 최초 보고임. 2. 기술/경제적 파급효과: eIF2α 인산화 또는 ATF4 과발현이 alpha 1-antitrypsin 돌연변이 단백질의 세포내 축적을 줄여줄 수 있어 misfolded 단백질 축적으로 생기는 질병 치료에 대한 연구결과 적용의 지적재산권 확보와 치료제 개발 및 상품 개발 등을 모색 중임. 3. 경제/사회적 파급효과: eIF2α 인산화 의존성 TFEB/TFE3 핵 자리옮김 활성법에 대한 향후 추가적인 연구개발을 통해 misfolded 단백질의 축적에 의해 유도되는 유전질환과 신경퇴행성 질병 치료에 소요되는 막대한 사회적 비용을 절감하고 인류 삶의 질을 향상시킬 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 백승훈
    • 주관연구기관 : 울산대학교
    • 발행년도 : 20200600
    • Keyword : 1. eIF2a 인산화;소포체 스트레스;오토파지; 2. TFEB;TFE3;Unfolded Protein Response;Nuclear translocation;Translational initiation factor;Dephosphorylation;
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    2020.08.31

    □ 연구개요 1) 직장암에서 방사선치료의 반응성을 예측 방사선 치료 반응성에 관여하는 인자를 선별 2) 후보 인자의 억제시 실제 방사선 반응성에 대한 평가 후보 유전자들이 발현되는 암세포주의 선별 후보암세포주에 방사선 조사를 시행하여 방사선 저항성군과 감수성 군을 선택 선택된 암세포주에서 siRNA 감염을 통한 목표 인자를 억제 □ 연구 목표대비 연구결과 1) 방사선 치료전/치료후/수술후 조직의 확보 반응군과 비반응군의 조직을 확보해서 방사선 치료 전/후 수술 후 검체를 채취함. 모두 내시경적 조직의 검체를 확보하여 연구 대상 선정 단, 검체 총량이 부족하여 NGS 시행 후 결과에 대한 비교에서의 통계학적 파워가 약하다고 생각됨. 2) 추정인자의 확인 NGS를 이용한 각실험군에서의 특징을 추정 각 샘플의 특징이 다르기에 다각도 분석을 시행함. 반응군/비반응군 그룹화에서의 결과와 각각 1인의 반응에 따른 반응이 비교 결과 사전 예상과 같이 특성이 각각 다름을 확인함. 3) 방사선 저항인자의 발현과 억제를 위한 세포주 제작 선정된 유전자중에서 방사선 예측 인자의 추정인자 선정하여 억제 선정함. 세포주 억제 및 활성화가 목표한 바까지 이루지 못함. 4) 2차 선정 세포주의 활성과 이에 대한 방사선 조사 실험 진행하지 못함. 세포주 Knock down 및 배양에서 목표에 도달하지 못함. □ 연구개발결과의 중요성 직장암의 수술 전후 방사선 예측 인자를 선정하는 것은 불필요한 방사선 조사를 줄여줄 수 있음. 본 연구에서 방사선 예측 인자들을 찾아냈으나, 임상적의 적용에 대한 추가 연구가 더 필요함. 예측인자의 확정은 추후 방사선 치료 효과 증폭을 위한 기술의 토대가 될 것으로 생각됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 안태성
    • 주관연구기관 : 순천향대학교
    • 발행년도 : 20200900
    • Keyword : 직장암;방사선 치료;방사선 저항성;차세대염기서열분석법;
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    2020.11.30

    본 과제는 원자력 ICT 소프트웨어 독립 시험.검증 체계 구축 및 실감형 시뮬레이터기반 인적요소 적합성 평가체계 구축이라는 2가지의 목표를 가지고 다음과 같은 연구를 수행하였다. ㅇ(전통적인 V&V) 전산코드 시험.검증, 인허가 지원(전산코드 기준체계 개발) - 전산코드 품질/형상관리 체계 구축(iCODE 벤치마킹) - 전산코드 기준체계 및 분류체계에 따른 차등적 방법론 개발 ㅇ(전통적인 V&V) 전산코드 등급 분류, 독립 베타(Beta) 시험.검증 및 인허가 지원 - 전산코드 가이드(7종) 발행, (중수로 전산코드 전수조사 및 갱신.완료) . Westinghouse, ABB-CE 및 AECL 전산코드 정보 갱신 등 - 중대사고 전산코드(PIAERO) 시범평가 및 기술지원 ㅇ(새로운 V&V) 지능형 소프트웨어 기반 안전성 및 신뢰성 시험검증 방법론 - IEEE Std. 1012 요건을 부합한 새로운 AI SW V&V 방법론 제시 - 데이터세트 확장방법론 선정 및 구현을 통한 AI SW 시험 - 데이터세트 건전성 확인 방법론 선정 및 구현을 통한 AI SW 시험 - 인공지능 소프트웨어 안전취약성 분석 ㅇ원자력 시설의 기기 및 계통에 대한 인간공학 유효성 평가 - 후쿠시마 요건을 고려한 실감 기반 인간공학 유효성 평가 보완 방안 개발 - 실감 기반 인간공학 유효성 평가기술 기반(단위기기의 시범적 평가) ㅇ실감형 시뮬레이터 기반 인간공학 통합검증 체계 구축 - 외부사건 실감환경 및 운전원 실감요소 검증기술 개발 - 실감형(VR/MR/AR) 검증설비 통합 계획 수립 (출처 : 서지정보양식 297p)
    • 연구책임자 : 김장열
    • 주관연구기관 : 한국원자력연구원
    • 발행년도 : 20201200
    • Keyword : 1. 전산코드;가이드;인공지능;시험 및 검증;인간공학;적합성평가;품질보증;형상관리; 2. Computer Code;Guide;Artificial Intelligence;Test and Verification;Human Factor Engineering;Suitability;Quality Assurance;Configuration Management;
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    2020.09.30

    □ 연구의 목적 및 내용 - 분화갑상선암 환자에서 수술 후 보조치료(adjuvant treatment)로 흔히 시행되는 방사성요오드치료가 저위험군의 갑상선분화암에서도 재발방지에 도움이 되는가 확인하고자 함. - 저위험 갑상선암 환자들을 대상으로 치료 후 반응을 비교함. 1) 연구 대상: 국립암센터 갑상선암센터를 방문하여 갑상선암으로 수술 받은 환자 중 연구 참여에 동의한 환자들을 방사성요오드치료군(Arm 1)과 비치료군(Arm 2)으로 함.   2) Primary endpoint: 무질병 생존율(Disease Free Survival) 3) 연구 방법 · 수술 후 3~4개월 사이에 저용량 방사성요오드 치료 혹은 갑상선호르몬 중단후 전신촬영 영상 및 T4-off Tg를 확인한다. · 수술 후 6~9개월 사이에 경부 초음파 및 T4-on Tg를 확인한다. · 수술 후 12~15개월 사이에 갑상선 호르몬 중단 후 T4-off Tg를 확인한다. · 이 후 6~12개월 간격으로 경부 초음파 및 T4-on Tg를 확인한다. · 장기적으로 무질병 생존 여부를 관찰한다. □ 연구개발성과 < 정성적 성과 > - IRB 승인 - eCRF 구축 및 오픈 - 질병관리본부 임상연구정보서비스(CRIS) 등록 - 환자용 안내문(리플렛) 제작 - 현재, 치료군 11명, 대조군 14명, 총 25명 모집 □ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과) · 갑상선암의 증가로 진단 및 치료받는 환자가 급증하고 있는데 이들의 긴 생존기간을 고려하면 재발 및 전이 가능성을 예측하고 그 위험성에 따른 치료를 최소한으로 적절하게 시행하는 것이 매우 중요함. · 하지만 의료비용 및 환자의 삶의 질 저하, 침샘염, 방사성 물질의 노출 등 무시할 수 없는 부작용들을 고려할 때 큰 도움이 되지 않는다면 방사성요오드치료를 시행하지 않는 것이 더 좋을 수 있음. · 현재까지 방사성요오드치료 시행 효과에 대한 연구결과가 없는 저위험군에서의 치료 효과 비교는 앞으로의 치료 및 추적관찰 방향을 정하는데 큰 도움이 될 것임. (출처 : 국문 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 황보율
    • 주관연구기관 : 국립암센터
    • 발행년도 : 20201000
    • Keyword : 1. 분화갑상선암;방사성요오드치료;예후;재발률;치료 반응률; 2. Differentiated Thyroid cancer;Ablative radioiodine;Prognosis;Recurrence rate;Biochemical response rate;
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    2020.11.30

    본 과제에서는 국제 원자력 교육 훈련 분야에서의 축적된 경험을 바탕으로 국제 원자력 인력을 대상으로 하는 교육 훈련 프로그램을 개발, 운영하였다. 원자력 도입국 혹은 개도국의 인력양성 수요를 바탕으로 지난 3년간 12개의 신규 국제 교육과정을 발굴, 시행하였다. 특히 아·태원자력 협력협정사무국(RCARO) 및 유엔개발계획(UNDP)과의 협력을 통해 전자빔 가속기 분야 이러닝 펠로우십을 운영한 것은 비원자력 국제기구인 유엔개발계획(UNDP) 사업을 수주하여 사업의 다각화에 기여하였다는 데 그 의의가 있다. 더 나아가 또한 국제 교육·훈련 운영에서는 새로운 분야를 탐색하고 혁신적인 방법을 적용한 교육·훈련(예: 방사성의약품 분야 이러닝 교육·훈련과정 등)을 설계 및 운영함으로써 원자력교육 센터가 지닌 내재적 한계를 극복하여 조직의 역량을 증폭시킬 수 있는 계기가 되었다. 결과적으로 2018년부터 2020년까지 3년간, KAERI 강점기술, 국제기구 협력, 개도국 기술공여 등 총 19개 교육과정을 운영하여 모두 309명의 교육생을 배출하였다. 2020년에는 COVID-19 사태로 인하여 교육분야 사업이 축소 또는 변경됨에 따라 참가자 수가 가장 적었다. 국제표준 교수학습모델(SAT)을 기반으로 개발한 교육과정 설계서 표준에 따라 17개 교육과정 에 대한 과정설계서 개발 및 개선 작업을 완료하였으며, 특히 이번 단계에서는 2018년에 인증을 획득한 ISO 29990 규격을 적용하여 교육과정 표준운영절차를 실제적으로 적용함으로써 원자력 국제 교육과정의 품질 개선을 위한 기반을 구축하였다. (출처 : 서지정보양식 551p)
    • 연구책임자 : 김현진
    • 주관연구기관 : 한국원자력연구원
    • 발행년도 : 20201200
    • Keyword : 1. 원자력 인력양성;교육훈련;국제교육;원자력교육;KAERI 강점기술;인력양성 협력; 2. Nuclear Human Resources Development;Training and Education;Nuclear Training;KAERI Technology Strength;SAT;HRD Cooperation;SAT;
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    2020.02.29

    □ 연구개요 본 연구는 미토콘드리아를 중심으로 원적외선과 원적외선 방사 물질이 어떻게 이로운 효과를 나타내는가를 분자유전학적 기법을 이용함과 동시에 미토콘드리아 기능검사를 실시하여 1) 원적 외선뿐만 아니라 원적외선 방사 물질이 세포와 미토콘드리아에 미치는 영향을 과학적 이론으로 제공하고, 2) 적절한 대상(생리적 기능이 저하된 환자나 노인)에게 원적외선 혹은 원적외선 방사물질을 국소적으로 적용하여 각종 대사질환 예방 및 치료의 보조제로의 가능성을 제안한다. 이를 위해 원적외선과 원적외선 방사 물질을 통한 미토콘드리아 총량/기능 및 세포자연사 관련 신호전달에 미치는 효과를 확인하였고, 더불어 원적외선 방사물질이 포도당 에너지대사에 관여할 수 있다는 것을 제안하였다. 원적외선 치료의 대중화에 대한 과학적 증거를 제공하고 나아가 각종 대사질환의 보조치료제로의 개발을 제안하는데 의의가 있다. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 원적외선 및 원적외선 방사 물질의 동물 및 세포 처리 조건 확립 - 동물 실험에 이용가능한 원적외선 방사 섬유의 형태 제작 완료 - 원적외선 방사 섬유를 이용한 세포 실험 방법 확립 완료 2. 원적외선에 의해 자극 받는 경로 및 유전자 분석 - (1년차) 랫드 등 근육 조직의 microarray 자료를 통해 원적외선에 의해 자극 받는 유전자 수와 발현 정도를 수치화 - (2년차) 세부기전 확인을 위하여 세포를 통해 원적외선에 의해 자극 받은 이주 관련 유전자 발현 측정과 상처 치유효과 평가 - (3년차) 세부기전 확인을 위하여 세포를 통해 원적외선에 의해 미토콘드리아 에너지대사 관련 유전자들과 경로 변화 확인 3. 원적외선에 의한 미토콘드리아 기능 변화 측정 - 아토피 유도 마우스에서 미토콘드리아 기능과 관련된 유전자와 경로가 자극되었으나 미토콘드리아의 복제수는 변화 없음 확인 - 저포도당(5.5 mM 포도당 함유 배지)조건에서 원적외선 방사 물질에 의해 세포 내 미토콘드리아의 복제 수와 산소 소비 능력이 증가 확인 4. 원적외선 및 원적외선 방사 물질의 임상 적용 가능성 평가 - 원적외선에 의한 세포이주 및 상처치유 효과를 바탕으로 근육기능이 저하된 환자에게 원적외선 치료 효과의 근거 제시 - 세포 수준에서 아토피 피부염 환자에게 원적외선의 치료 효과를 입증하기 위한 근거 불충분 - 미토콘드리아 대사와 관련된 질환을 가지고 있는 환자에게 치료 대안으로 원적외선이 미토콘드리아 에너지대사에 미치는 영향 평가를 통해 향후 대사질환자에게 적용 가능성을 연구 중 □ 연구개발결과의 중요성 - 원적외선 및 원적외선 방사물질이 1) 체내에 미치는 영향, 2) 방사강도와 지속시간 확인, 3) 치료 보조제 개발시 효능의 동등성 및 안정성 확보를 평가하는 방법을 확립함으로써 차기 유사연구에 활용 가능성을 제공 - 원적외선 및 원적외선 방사 물질이 치료학적으로 미토콘드리아 기능 및 생합성 개선 효과를 나타낼 수 있다는 근거를 제시함으로써 당뇨병을 포함한 미토콘드리아 관련 각종 대사성 질환에 대한 예방 및 치료에 기여가 가능 - 빅데이터 분석을 통해 원적외선과 미토콘드리아의 관련성을 다각도로 확인할 수 있어 차기 연구에 아이디어 뱅크로 활용 가능 (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 김정하
    • 주관연구기관 : 중앙대학교
    • 발행년도 : 20200300
    • Keyword : 원적외선;미토콘드리아;유전자발현;아데노신삼인산;상처치유;에너지대사;
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    2020.02.29

    연구개요 본 연구는 인간 메신저 RNA의 스플라이싱 과정에 관여하며 망막색소변성증, 척수성 근위축증 등과 같은 질환에 관여되어 있다고 알려진 ‘비-핵내저분자 리보핵단백질’ 복합체의 구성단백질 및 초거대분자복합체의 입체구조에 대한 실마리를 마련하기 위하여, 인간 비-핵내저분자 리보핵단백질 중에서 가장 대표적이며 실질적으로 핵내저 분자 리보핵단백질의 기능을 돕는 Prp19 복합체의 구조를 분석하고 이들의 작동에 대한 분자 수준의 근거를 마련할 수 있었다. 따라서, 인간 Prp19 복합체를 이루는 구성단백질 중에서 이러한 복합체의 구조적 뼈대를 마련하는 CTNNBL1과 CDC5L, AD002(CWC15)의 미시적 상호작용에 대한 과학적 이해를 도울 수 있었다. 연구 목표대비 연구결과 비-핵내저분자 리보핵단백질 복합체인 인간 Prp19 복합체를 구성하는 핵심 단백질 CTNNBL1-CDC5L CTNNBL1-AD002 그리고 CTNNBL1-CDC5L-AD002 삼량체 복합체 입체구조와 architecture를 규명하는 것이 연구 목표였다. 이를 위하여 AD002의 유전자원을 확보하여 대량생산이 가능함을 확인하였다. CTNNBL1-AD002 복합체의 대량생산을 위하여 다양한 길이를 가지는 AD002 partial construct를 제작하였고 선행연구를 통하여 CTNNBL1이 동질 이합체로 존재할 것이라는 것을 제안하였기 때문에 이러한 동질 이합체와의 결합에 중요한 AD002 도메인 및 잔기를 규정하였다. 이러한 AD002 4개 구조체 중에서 F와 C로 명명된 구조체를 이용하여 이질 이량체의 정제에 성공하였으며 정제된 CTNNBL1-AD002 복합체를 음성 전자현미경 이미지를 얻을 수 있었다. CTNNBL1-CDC5L-AD002 삼량체의 구조를 파악하기 위하여 CTNNBL1-CDC5L-AD002 삼량체의 정제에 성공하였고 이의 전자현미경 이미지를 얻었다. 그러나 복합체가 깨어진 모양을 보여 이러한 정제 전략을 다시 수립하였다. 안정하게 형성된 CTNNBL1-CDC5L-AD002 삼량체의 정제가 가능한지 평가하기 위하여 각 단위체의 다양한 구조체를 제작, 조합하였다. 삼량체의 대량 생산을 위하여 CTNNBL1_77 구조체, CDC5L_6 구조체, AD002_full 구조체를 공동발현시켜 정제하였을 때 약 25mg 이상의 순수한 CTNNBL1-CDC5L-AD002 삼량체를 생산할 수 있었다. 그러나 고해상도의 결정구조 획득에 실패하였기 때문에 Small-Angle X-ray Scattering (SAXS) 기법을 통하여 동적 architecture를 규명하였다. 연구개발결과의 중요성 본 연구를 통하여 인간 CTNNBL1-AD002 이량체, CTNNBL1-CDC5L-AD002 삼량체를 대장균과 같은 이종에서 대량 생산할 수 있는 기술을 확보하였으며, 이렇게 확보된 단백질 복합체를 이용하여 복합체의 구조 정보를 파악할 수 있었다. AD002가 CTNNBL1과 상호작용하는 파트너라는 것은 기존에 알려져 있었지만 어떻게 결합할 수 있는가에 대한 구조적 정보가 빈약하였다. 본 연구를 통하여 새롭게 발견한 것은 CTNNBL1이 AD002의 coiled-coil 부위를 포함하는 C-terminal domain 부분과 상호작용한다는 것이며, SAXS 실험을 통하여 결합에 따른 CTNNBL1의 구조적 변화를 포함하여 이러한 결합 동적 구조에 대한 윤곽을 확인할 수 있었다. 또한 이러한 결과는 용액내에서 2:2의 stoichiometry로 상호작용한다는 것을 알려주었다. 비-핵내저분자 리보핵단백질 복합체의 기능 저하로 인하여 발생하는 여러 질환은 구성 단백질에 다양한 돌연변이가 생겼을 경우 발생하게 된다. 따라서 이러한 구조 정보를 통하여 어떻게 질환이 발병하게 되었는가에 대한 이해를 도울 수 있기 때문에 중요하다고 할 수 있다. (출처 : 요약문 3p)
    • 연구책임자 : 김경진
    • 주관연구기관 : 경북대학교
    • 발행년도 : 20200300
    • Keyword : 1. RNA 스플라이싱;스플라이소좀;단백질 구조;비-핵내저분자 리보핵단백질;단백질 상호작용 ; 2. SAXS;