다세포생물의 세포는 유전적으로는 균질하지만 유전자의 발현이 서로 다르기 때문에 구조적으로나 기능적으로 이질적인 특성을 보인다. 표현형 형질의 멘델식 유전은 DNA 서열의 돌연변이로 인한 대립유전자의 차이에서 비롯된다고 알려져 있다. 하지만 암컷 포유류의 초기 배아 발달 중 X염색체 비활성화, 파리의 염색체 각인과 같은 다른 유전 현상은 멘델식 유전이 아닌 다른 유전 패턴을 나타낸다. Conrad Waddington은 표현형을 존재하게 하는 유전자와 환경의 상호작용을 설명하기 위해 “후성 유전적 경관(Epigenetic landscape)”이라는 용어를 도입했다[1]. 후성유전학은 유전형의 돌연변이와 같은 DNA 염기서열의 변화를 포함하지 않는 유전자발현의 가역적이고 유전 가능한 변화에 대한 연구 분야이다. 후성유전학적 기전은 DNA 자체의 화학적 변형이나 DNA와 밀접하게 관련된 염색질과 같은 단백질의 변형에 의해 매개된다. 후성 유전적 변화를 시작하고 유지하는 것으로 생각되는 가장 잘 규명된 후성 유전적 변형에는 DNA 메틸화(methylation), 염색질 리모델링(chromatin remodeling), 히스톤 변형(histone modification)과 관련이 있으며, 이는 염색질 상태를 결정하고 결과적으로 유전자발현을 결정하는 “후성유전학적 코드(Epigenetic code)”의 개념으로 발달하였다[2]. 포유류에서 후성 유전적 조절은 발달, 세포 분화 및 증식과 같은 다양한 과정에 매우 중요하다. 상황별 유전자발현 프로그램과 세포 표현형의 기초가 되는 후성 유전적 기전에 대한 이해로 인간 건강 및 질병의 치료 등과 관련한 다양한 의미를 부여할 수 있을 것이다.
기본적으로 후성유전체학(epigenomics)은 이름에서도 알 수 있듯 염색질 구조의 영향에 대한 연구가 목적이다. 염색질 접힘(folding) 및 핵 기질에 대한 부착(attachment to the nuclear matrix), 뉴클레오좀(nucleosome) 주위의 DNA packaging 및 히스톤 tail의 공유 변형(아세틸화, 메틸화, 인산화, 유비퀴틴화) 등이 포함된다. 후성 유전체는 세포 유형마다 다를 수 있으며, 각 개별 세포에서 염색체의 핵 구조를 구성하고, DNA에 대한 전사인자(transcription factor) 접근을 억제 또는 촉진하고, 유전자발현을 매개함으로써 다양한 방식으로 유전자발현을 조절할 수 있다. 따라서 후성유전체학은 염색질 구성 요소 또는 유전자조절에 대한 포괄적인 분석을 설명하는 데 유용할 것이다. 또한 강력한 환경 자극 및 이전 세대의 경험에 대한 반응으로 유전자발현 및 유전적 변화(부모의 경험이 자손의 행동에 영향을 미치는 경우)와 같은 서로 다른 시간에 따라 각인된 유전 기전을 설명하는 데 이용되고 있다.
2000년 중반에 최초로 대규모 차세대 시퀀싱(Next generation sequencing) 플랫폼이 등장하면서 게놈 연구에 혁명이 시작되었다[3]. 방대한 양의 DNA를 시퀀싱(염기서열분석)할 수 있는 능력은 많은 시료의 전체 게놈 또는 특정 표적 게놈 영역을 정확하고 심층적으로 분석할 수 있게 하여 광범위한 응용 분야의 지속적인 개발 및 개선으로 이어지고 있다. 이러한 발전을 토대로 후성유전학 연구그룹들은 NGS와 후성 유전적으로 변형된 게놈 영역을 포착하는 개발을 통하여 연구 영역을 새롭게 확립하였다. NGS 플랫폼의 주요 장점은 포괄적이고 광범위한 결과 영역을 제공하여 조사자가 제한된 마이크로어레이(micro-array) 플랫폼에서 벗어날 수 있다는 것이다. 다른 유전체학 분야와 마찬가지로 후성유전체학도 생물정보학에 크게 의존하고 있다. 분자 수준에서 후성 유전체의 기전을 연구할 수 있는 핵심은 기존 오믹스 데이터베이스에 쉽고 강력한 간소화된 기술을 이용한 접근에 달려 있다. 이를 통하여 DNA 메틸화, 염색질 동역학 및 접근성, 발현을 통합하는 후성 유전체의 궁극적인 큰 그림을 만들 수 있게 되었다. 본 분석물은 분자생물학자가 후성유전체를 연구하기 위해 만들어진 다양한 최신 첨단 오믹스 기술 개발에 대해 논의하고 질병 등과 관련된 활용에 대해 알아보고자 한다.
 

• 연구책임자 : 윤창호
• 주관연구기관 :
• 발행년도 : 20220420
• Keyword :

□ 연구개요 본 연구는 정부 에너지 정책 및 정책 불확실성의 영향을 분석하여 합리적인 에너지 정책의 기준점을 마련하고 그 학술적 함의를 찾았다. 동태확률적 일반균형(Dynamic Stochastic General Equilibrium: DSGE) 모델을 이용하여 정부의 제 7, 8차 에너지 계획을 분석하는 연구를 수행하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 다음 세가지 주제를 중심으로 수행하였다. 첫째, 에너지 믹스 정책에 따른 거시경제적 영향과 사회후생 변화를 검증하였다. 에너지 정책에 따라 신재생에너지와 원자력에너지의 비중이 변할 경우, 상이한 전력 발전단가로 인해 총 에너지 가격의 변동이 야기된다. 본 연구는 이에 따른 경제적 영향을 분석하였다. 둘째, 자연재해에 따른 원전 사고 발생 시 거시경제적 영향과 사회후생 변화를 검증하였다. 최근 기후변화에 따라 자연재해 발생 가능성이 증가하면서 원전사고 가능성 역시 높아지고 있어, 이에 대한 영향 분석을 수행하였다. 셋째, 정부의 에너지 정책 불확실성이 거시경제에 미치는 영향을 분석하였다. 일반적으로 에너지 정책의 불확실성은 투자를 보류하게 만들고 경제성장에 부정적인 영향을 미친다. 본 연구는 이러한 정책 불확실성의 거시경제학적 영향을 분석하였다 그 결과는 다음과 같다. 원자력 에너지 비율의 확대는 경제성 측면에서 우세하나 자연재해에 따른 방사선 노출의 위험성이 높아진다. 따라서 에너지 믹스 정책을 평가하기 위해 비용 효율성과 재난 위험 두 가지 요인을 고려하여 이들이 사회후생에 미치는 영향을 분석하였고, 가격 측면의 장점이 재난 위험의 단점을 상회할 것을 확인했다. 구체적으로 1) 원자력 에너지의 비율 증가에 따라 소비와 생산 역시 함께 증가하며, 2) 재생 에너지의 가격이 66.7% 이상 낮아지지 않는 한 원자력 에너지 비율의 확대는 사회 후생 측면에서 긍정적이었고, 3) 자연재해 발생으로 인한 원전사고 가능성이 33.7% 이상이거나 사고 발생 후 자본에 28.7% 이상의 타격을 입히지 않는 한 재생 에너지의 확대는 사회 후생를 저해했으며, 4) 정책불확실성은 사회 후생 감소를 야기하였다. 연구 결과는 장기적 관점에서 원자력에너지 장점을 재확인시켜주었으며, 일관된 에너지 정책의 중요성을 명확히 보여주었다.. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구에서 확인한 에너지 믹스 정책에서의 에너지원별 비중이 사회 후생에 미치는 영향은 앞으로 에너지 정책을 수립할 때 참고할 수 있다. 그리고 정책 불확실성과 사회 후생 간에 확인된 관계를 통해, 에너지 정책을 둘러싼 최근의 불확실한 정세에서 정책의 불확실성을 줄여야 할 필요성을 확인할 수 있다. 또한 본 연구의 모델을 활용하여 국내외 다양한 에너지 정책 사례들의 사회 후생을 분석 및 비교할 수 있다. 이들 실사례를 포함하여 에너지 정책으로 실현 가능한 다양한 경우의 정책에 대해 본 연구의 DSGE 모델을 이용한 실험을 수행하여, 그들의 사회 후생을 비교함으로써 최적의 에너지 정책을 발견하는 데에도 활용할 수 있을 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 안광원
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 에너지 믹스;사회 후생;가격 경쟁력;핵 재난; 2. Energy mix;Social welfare;Cost-efficiency;Nuclear disaster;

IV. 운영결과 원내에서 사용중인 모든 밀봉선원은 건전성 확인을 위해 누설점검을 매년 1회 실시 하였고, 방사선발생장치는 각 연구팀에 방사선안전관리 담당자를 두어 관리 하였다. 501명의 내부 직원 및 92명의 외부 직원에 대한 개인피폭선량을 측정하고, 방사선 작업종사자 및 수시출입자 전원에 대한 건강진단 및 방사선안전교육을 수행하였다. 2022년 기본교육 대상자는 방사선작업종사자 409명이었고, 직장교육 대상자는 방사선작업종사자 477명 및 관계종사자 70명이었다. 또한 방사선안전관리구역에 출입하는 모든 인원에 대한 방사선안전관리를 수행하였다. 5개의 방사선 사용 및 생산시설에 대한 공간선량률, 2개의 RI생산시설에 대한 표면오염도, 2개의 RI 사용시설에 대한 표면오염도, 2개의 파전용 저류조에 보관된 폐수의 방사능, 1개의 RI 생산시설 및 2개의 RI 사용시설의 실내 공기중 방사성물질의 농도 및 배기중 방사성물질의 농도를 정기적으로 측정하였다. 정기적으로 관리하는 지점은 총 169개 지점이다. 이와 같은 구역관리를 위해 방사선안전관리팀에서 관리중인 방사선측정기 39개에 대한 교정을 완료했고, 각 연구팀에서 사용하는 방사선측정기 230개에 대한 교정을 지원하였다. 방사성동위원소 생산에 대한 월말보고, 방사성동위원소 및 방사선발생장치 사용에 대한 분기보고를 모두 완료하였고, 개인피폭선량평가결과에 대한 보고, 방사선작업 종사자 교육에 대한 보고, 방사선작업종사자의 건강검진 결과에 대한 보고를 완료 하였다. 원자력 안전법에 따라 2022년부터 진행되던 1건의 방사성동위원소 사용변경허가를 완료하였고, 방사성동위원소 양도양수신고를 1건 완료하였다. 방사선 발생장치 사용 변경허가 1건과 추가적인 방사성동위원소 사용변경허가 1건을 완료하였다. 2021년 부터 준비하고 있는 방사성동위원소 생산변경허가를 위한 보고서 2건을 작성하였다. 방사선안전관리 수행 결과를 1건의 SCI(E) 논문과 1건의 해외 학술대회 발표 및 6건의 국내 학술대회 발표로 공유하였다. 또한 해외 학술대회 발표 중 확보한 일본 원자력학회에서 발간한 방사선차폐 Handbook의 일부를 번역하였다. (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 김상록
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 방사선작업종사자;방사선작업구역;방사선피폭;방사선안전관리;방사성물질;방사성폐기물;최적화; 2. Radiation worker;Radiation control area;Radiation exposure;Radiation safety and control;Radioactive materials;Radio waste;ALARA;

□ 연구개요 본 연구는 감마 조사선(gamma irradiation)에 지속적으로 노출된 방사선 저항성 폐암 세포주를 이용하여 방사선 저항성 관련 핵심 후보인자 발굴과 방사선 노출의 병리적 특성 분석 및 핵심인자의 신호제어 기전 분석을 통해 방사선 노출과 항암제와의 병행 치료를 통한 폐암 치료의 최적화 조건 및 임상 적용의 유용성을 제시함. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 방사선 저항성 폐암 세포주에서 RNA sequencing기반의 핵심 타겟 및 병리적 특성 분석을 위해서 방사선 저항성 폐암 시스템 및 4종의 방사선 저항성 폐암 세포주 제작을 수행하고 방사선 저항성 폐암 세포주에서 RNA sequenceing 분석 및 병리학적 특성(증식, 사멸, 세포주기) 분석을 통해 오믹스 기법으로 도출된 핵심 타겟의 패턴 분석 및 증감폭이 높은 핵심 타겟 5종 선별 및 방사선 저항성 폐암 세포와 기존 폐암세포와의 병리적 특성 분석을 연구 목표로 하였으며 연구 결과를 도출하였음. 또한, 방사선 저항성 폐암 세포주 기반 핵심인자의 활성 신호전달 및 방사선 저항성 제어기전 분석을 위해서 방사선 저항성 세포주에서 도출된 핵심인자들의 발현 조절 시스템 구축 및 병리적 특성 분석, 선별된 핵심인자들의 발현 신호전달 및 활성산소(ROS) 영향 및 조절 기전 분석을 수행하고 방사선 조사에 따른 종양유전자 (p53, PTEN 등)와 저항성 핵심인자들의 상호조절 및 기전 분석과 방사선 조사 유도 후 핵심인자와 오토페이지와의 상호조절 및 항암 내성 조절 연관성 분석, 방사선 저항성 핵심인자들의 발현에 따른 Ferroptosis 신호조절과 소포체 스트레스 활성 분석 및 핵심인자의 프로모터 및 전사 조절인자 분석을 수행하였음. 마지막으로 In vivo에서 기존의 폐암 치료 약물과 저항성 핵심인자의 병행치료 최적화 및 유용성 분석을 위해 방사선 저항 세포주와 기존 폐암 세포의 방사선 조사 xenograft 동물모델 확립 및 생체 기능 분석과 방사선 저항성 세포주에서 다양한 기존 폐암 치료 약물의 반응성 비교 및 특성 분석을 수행하고 핵심인자 발현에 의한 오토페이지 및 소포체 스트레스 기전과 방사선 저항성의 상호 조절 및 방사선 저항 핵심인자들의 발현 조절에 의한 기존 폐암 항암 물질들의 병행치료 최적화 분석 연구를 통해서 폐암의 저항성 연구를 위한 치료 최적화 조건 및 임상 적용이 가능한 유용성 연구를 진행함으로 연구 목표대비 연구 결과를 수행하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구에서 방사선 조사 후 나타나는 방사선 저항성 핵심인자를 포함한 종양유전자에 의해 기인된 신호제어의 변화가 방사선 저항성 및 폐암 치료에 미치는 현상 연구, 관련 조절 기전 연구 및 핵심인자와 기존 약물치료의 병행치료에 대한 임상적 유효성 연구를 통해 새로운 암 진단 및 치료 분야의 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대되고, 현 시점에서의 이러한 연구는 과학적, 사회적, 산업적인 측면에서 많은 정보제공과 도움을 줄 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이선진
• 주관연구기관 : 한국생명공학연구원
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 세포사멸;신호전달;폐암;방사선 저항성;페롭토시스; 2. Cell death;Signal transduction;Lung Cancer;Radiation Resistance;Ferroptosis;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ○ DDA 또는 DDSI 기반 특정핵물질(Pu, U, Th) 조성 및 생성량 검증 기술 개발 ○ 전체 내용 ○ DDA기술 또는 DDSI기법 기반 핵물질 검사장비/기술조사분석 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정 수학적 방법론 개발 ○ DDA 장비 핵심기술 개발 - 펄스형 중성자선원 및 대표시료 정의 - 고방사선환경하에서 펄스 중성자 정밀계측 기술개발 - 특정핵물질 생성량 평가방법론 개발 ○ MCNP에 의한 DDA 장비 시뮬레이션 모델 구축 및 검증 ○ DDA 장비 상세설계 및 제작 ○ DDA장비 설계 및 As-Built 자료에 의한 MCNP 모델 Update 및 최적화 ○ DDA 장비 운영을 위한 중성자 차폐시험시설(벙커) 구축 및 인허가 ○ 제작 prototype 장비 검증시험 및 시스템 최적화 - 국제표준 ASTM C1493 요건에 따른 성능검증 절차서 개발·적용 - 펄스형 중성자선원에 의한 장비 검증시험 및 평가 - 평가결과와 MCNP 추정치와의 비교분석/Update - 사용후핵연료에 대한 특정핵물질 생성량추정 현장증시험 및 MCNP 추정치와의 비교분석 ○ 규제 현장 적용: KINAC과 시험장비·시설 공동운영/활용 협약체결 및 안전조치실 핵물질활용팀 활용 추진 ○ DDA 기반 특정핵물질생성량 분석 차폐시험시설(벙커) 구축완료 ○ 해외 연구기관 및 IAEA와 기술협력 추진 ○ 1단계 □ 목표 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정 수학적 방법론 개발 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정시스템 상세설계 및 제작 □ 내용 ○ DDA기법기반 특정핵물질 생성량 추정장비기술 조사·분석 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정 수학적 방법론 개발 ○ DDA 장비 핵심기술 개발 - 펄스형 중성자발생장치 운전모드 최적화 기술개발 - 고방사선환경하에서 펄스 중성자 정밀계측 기술개발 - 특정핵물질 생성량 분석방법론 개발 - 펄스형 중성자 선원항 및 대표시료 정의 ○ MCNP에 의한 DDA 장비 시뮬레이션 모델 구축 ○ DDA 장비 상세설계 및 제작 ○ DDA 장비 운영을 위한 중성자 차폐시험시설(벙커) 구축 및 인허가절차 착수 ○ 2단계 □ 목표 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정시스템 운영 및 분석 프로그램 개발 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정시스템 최적화 □ 내용 ○ 특정핵물질 생성량추정을 위한 DDA 장비 제작 완료 - 장비 운영 및 분석프로그램 개발 ○ DDA장비 상세설계 및 As-Built 자료에 의한 MCNP 모델 Update 및 최적화 ○ DDA 장비 운영을 위한 중성자 차폐시험시설(벙커) 구축 및 인허가 완료 ○ 제작 prototype 장비 검증시험 및 시스템 최적화 - 펄스형 중성자선원 이용 장비 검증/성능시험 및 평가 - 평가결과와 MCNP 추정치와의 비교분석/최적화 - 사용후핵연료에 대한 특정핵물질생성량 추정시스템 현장 검증시험 및 MCNP 모델 추정치와의 비교분석 ○ DDA 기반 특정핵물질 생성량 추정시스템 시험시설(벙커) 구축 ○ 개발된 기술의 활용방안 도출 ○ 규제 현장 적용: KINAC과 시험장비·시설 공동운영/활용 협약체결 및 안전조치실 핵물질활용팀 활용 추진 ○ 해당 연도 □ 목표 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 선행기술 분석 ○ 특정핵물질 생성량 추정 수학적방법론 개발 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 핵심기술개발 ○ 중성자시험시설 인허가 준비 □ 내용 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 선행기술 분석 ○ 생성량 추정 수학적방법론 분석 및 개발전략 수립 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 핵심기술개발 - DDA 장비 MCNP 시뮬레이션 기술개발 - 1-channel DDA 신호 측정시스템 구성 - 지발감마선 계측평가를 위한 1-D 시뮬레이션 모델 개발 ○ 중성자시험시설 인허가 준비 - 중성자시험시설 차폐평가 - DDA 장비/시설 인허가 추진계획 확정 □ 연구개발성과 (정성적 성과) ○ 특정핵물질의 생성량을 DDA 방법으로 분석할 수 있는 기술과 시험시설을 국내기술로 완성함으로써, 국내 특정핵물질 관리에 필요한 검증기술의 고도화를 달성하고 원자력 안전규제 기술의 선진화와 신뢰도를 높일 수 있음 ○ 개발 기술과 장비는 신핵연료(또는 사용후핵연료)에 포함된 특정핵물질 생성량 분석에 직접 활용되며 연소도, 농축도, 냉각시간 측정 등 핵연료 및 핵물질에 대한 이력 측정에 유용하게 활용 예정 (정량적 성과) ○ 장비 진단성능 - 진단 중성자 pulse length < 15 μsec - 검출기 time resolution < 0.1 μsec - 스캐닝 주기 > 100 Hz - 최소 측정시간 = 100 sec ○ 특정핵물질 총량 분석정확도 - fissile material total activity 오차 ; < 10 % - 연소이력기반 특정핵물질(²³⁵U, ²³⁹Pu, ²⁴¹Pu) 생성량 ; < 10 % ○ 개발장비 중성자 표적과 He-3 검출기 사이 최대 거리 = 0.5 m □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 (활용계획) ○ 본 과제를 통해 개발된 특정핵물질생성량 분석장비와 운영시스템 그리고 시험시설은 국제표준인 ASTM C1493요건을 적용하여 성능검증을 완료하고, 최종적으로 KINAC과 공동운영 협약 하에서 국가 원자력 안전규제 시험시설로 운영되도록 추진하며, KINAC 안전조치실 핵물질활용팀이 이 기술을 원자력 안전규제 활동에 활용하도록 주관기관은 적극 지원 예정. ○ 또한 장비 운영과정에서 KINAC과 긴밀한 협력을 통하여 국내의 특정핵물질 분석 및 관련 기술 역량을 지속적으로 강화하고, IAEA와 기술협력을 통하여 개발된 장비/기술의 국제공인을 추진. (기대효과) ○ DDA 장비에 의한 특정핵물질량 추정 및 관련 기술개발로 국내 원자력 안전규제 검증능력이 대폭 향상될 것으로 예상됨. ○ 본 사업에서 개발하는 장비는 이동/조작이 편리하도록 초소형 DDA 장비로 설계/제작하여, 특정핵물질 생성량 추정뿐만 아니라 핵물질 탐지 등 다양한 원자력 안전규제 장비로 활용될 것으로 확신함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 오병훈
• 주관연구기관 : 스탠더드시험연구소
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. DDA 기법;특정핵물질;안전조치;중성자발생장치;비파괴분석; 2. Differential Die-Away(DDA) technique;Special Nuclear Material;Safeguard;Neutron Generator;Non-Destructive Assay;

□ 연구개요 고염환경 내 미개척 분류군이었던 호염성 원생동물의 다양성을 파악하고, 호염성 원생동물의 고염 적응기작을 규명하며, 생물자원으로서 활용기술개발의 기반을 구축함. □ 연구 목표대비 연구결과 - 1차년도 : 고염환경 내 원동물의 분리를 위한 배양방법 정립, 국내 염전에서 차세대 염기서열 방법을 이용한 원생동물 다양성 규명, 현장 및 배양 원생동물의 분자 계통수 완성 및 진화적 특성 규명 · 고염환경에서 각기 다른 종류의 원생동물 20여 종 분리하였고, 차세대 염기서열(Illumina Miseq) 방법을 이용하여 조사지역인 국내 염전(의성염전, 충남 태안)에 약 2천여 종에 달하는 원생생물 다양성 정보를 확인함. 더불어 분자계통수 분석을 통해 신종 원생생물이 약 281종 정도가 국내 염전 고염환경에 존재하는 것으로 여겨짐. - 2차년도 : 고염환경 내 원생동물 추가 분리 및 대량 배양 시스템 완성, Transcriptome 분석을 위한 시스템 정립, 호염성 원생동물의 전체 RNA 추출 방법 정립 · 신종을 포함한 10여 종의 원생동물 대량 배양(5~10L씩) 시스템을 완성하였고, 최적의 RNA 추출-RNAseq 라이브러리 제작-라이브러리 질적 평가등을 통해 최종적으로 추출 방법을 정립하였음. - 3차년도 : 각기 다른 염분 구간에서 성장하는 단일 호염성 원생동물의 전체 RNA 분석, 다양한 호염성 원생동물 전체 RNA 분석, 다른 분류군에 속하는 호염성 진핵 생물의 고염 적응기작 규명 · 각기 다른 염분 구간에서 성장이 가능한 호염성 원생동물 10종(Percolomonas 2종, Pleurostomum flabellatum 1종, Euplaesiobystra 2종, Aurem hypersalina 1종, Tulamoeba peronaphora 1종, Trimyema koreanum 1종, Selenaion koniopes 1종, Pharyngomonas turkanensis 1종)의 전체 RNA 추출하여 IsoSeq HQ reads와 RNAseq reads를 통하여 hybrid de novo transcriptome assembly를 제작한 후 최종적으로 CDS(coding sequence) 데이터를 얻고 분석을 진행함. 더불어 동일한 RNA 분석 방법으로 고염환경에 서식하는 동물플랑크톤인 Artemia franciscana에 대한 다양한 염분 환경에서 적응 기작을 규명함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 세계 최초로 다양한 호염성 생물의 고염 적응기작을 규명함으로서 다양한 학문분야의 연구 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대됨. - 추가로 PNAS 등 저명한 저널에 연구 결과를 추가로 게재할 것으로 여겨지며, 세계 최고 수준의 호염성 원생생물 연구진으로 괄목할 성장이 기대됨. - 원생동물에 대한 transcriptome 분석 기법의 확립은 국내 분석기술을 세계적인 경쟁력을 갖출 수 있는 단계로 향상시킬 수 있음. - 열악한 원생동물의 연구 환경을 개선하고, 선진국 수준의 기술을 확보함으로써 원생동물 분야를 미래 육성분야로 성장시킴. - 타 분류군에 비해 상대적으로 전문연구인력이 미흡한 원생동물의 분류/생태학적 견고한 연구기반을 마려하여 융합적/실용적 원생동물 연구의 미래방향을 설계함. - 세계적인 연구 그룹들과의 협업을 통해 국가 연구 경쟁력 강화에 이바지하고, 나아가 다양한 학문 분야와의 교류를 이끌어 호염성 원생동물분야를 국가의 미래 성장 동력으로서 발전시킴. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박종수
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 원생동물;고염환경;적응방산;전사체;염전; 2. Protozoa;Hypersaline Environments;Adaptive Radiation;Transcriptome;Solar Saltern;

연구개요 ⚫ 최근 사용되고 있는 방사선 기반 항암면역치료제의 효능(면역증진)을 극대화 시킬 수 있는 천연생물소재 발굴 및 새로운 어쥬번트 formulation 기법을 바탕으로 다양한 난치성질환의 백신 및 치료제에 대한 적용이 가능할 수 있는 새로운 고효율 생물소재(어쥬번트) 개발을 목표로 함 연구 목표대비 연구결과 [1차년도 연구목표] • 항암면역 증진 천연생물소재의 발굴 및 작동기전 검증 - 항암면역 활성 유도 천연생물소재의 탐색 및 발굴 - 항암면역 유도 천연생물소재의 작용 기작 규명 [2차년도 연구목표] • 선별된 어쥬번트 후보물질의 다양한 formulation 기법을 통한 면역증진 기술 확립 - 다양한 liposome과 천연생물소재의 formulation을 통한 암-특이적 항원성 및 면역원성 증진기술 개발 - 다양한 면역증강제/천연생물소재의 혼합을 통한 면역원성 증진기술 개발 • 수지상세포를 이용한 항암면역증진 기술 확립 [3차년도 연구목표] • 방사선 기반 항암면역치료제에 대한 천연생물소재의 어쥬번트 효능 검증 및 평가 - 방사선 기반 항암면역유도 수지상세포 치료제의 방어효과 증진 시스템 구축 - 방사선 기반 암세포 백신의 면역원성 증진 천연생물소재 탐색 및 평가 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) [활용방안] • 현재 임상에서 널리 사용되고 있고, 그 효능이 입증되어진 방사선 기반 항암면역치료제의 방어효과를 극대화 시켜줄 수 있는 새로운 어쥬번트를 개발함으로써 임상시험 적용에서 중요한 정보로 활용할 수 있고, 단순 암환자의 치료 목적에만 부합되는 것이 아니라, 세포매개성 면역반응을 필요로 하는 다양한 난치성질환(결핵, 살모넬라, 바이러스 등)의 백신 및 치료제로서의 적용이 가능할 것으로 기대됨 [기대효과] • 기술적 측면 : 현재 임상에서 적용되고 있는 방사선 기반 면역항암백신의 효과를 더욱더 증대 시킬 수 있는 천연생물소재의 발굴에 대한 연구는 다양한 질병제어 연구개발에 기초적인 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료됨 • 경제·사회적 측면 : 천연생물소재(바이오소재)를 이용한 새로운 어쥬번트의 개발은 기존 사용되고 있는 다양한 암 백신 및 치료제들의 효과를 더욱더 증대 시킬 수 있을 뿐만 아니라 암의 병인기전과 유사한 다양한 질환들에 적용이 가능할 것으로 사료됨. 또한, post-genome 시대를 맞이하여 다양한 질병을 치료하기 위해 바이오 소재를 이용한 면역시스템을 조절할 수 있는 새로운 소재의 개발이 가속화되고 있어, 본 연구를 통해 개발되어질 천연생물소재 유래 어쥬번트는 강력한 천연물 신약 경제/산업적 측면에서 국가경쟁력을 향상 시킬 수 있을 것으로 사료됨 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 변의백
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 항암;면역;천연물;수지상세포;어쥬번트; 2. Anticancer;Immune response;Natural compound;Dendritic cell;Adjuvant;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 ○ 전체 내용 북한 비핵화의 철저한 검증을 위하여 핵물질 이용 핵활동을 감시, 탐지, 채취, 분석, 해석, 평가하는 기술역량 개발과 투명성 확보가 시급한 국가·사회적 현안을 해결하기 위하여 실시간으로 방사선(중성자 및 감마선)의 위치 판별을 위한 영상장비를 개발하는 것을 목표로 함. 실시간 동시 중성자/감마선 영상장비는 기존 광학 영상장치와 방사성 물질에서 나오는 방사선 이미지를 합성해서 방사성 물질의 위치를 시각화하는 장치임. 대테러 감시 및 비핵확산을 목적으로 위치 민감형 대면적 실리콘 광증배관(SiPM) 어레이와 유기 섬광체(Stilbene) 어레이의 조합으로 이루어진 센서 모듈과 실시간 영상을 위해 최적화된 부호화 구경을 이용한 세계 최초 실시간 이중 입자 방사선(중성자/감마선) 영상 장치를 개발하고자 함 ○ 1단계 □ 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 □ 내용 o 부호화 구경(Coded-aperture) 방식은 특수한 형태로 설계된 집속기에 의한 입사방사선의 기계적 차폐를 기반으로, 투과된 방사선의 변조 패턴을 획득하고 이를 복원하는 과정을 통해 대상 물체의 영상을 획득하는 것임 o 부호화 구경의 개구부를 통과한 입사 영상을 부호화하는 방식에 따라 다양한 형태를 가지며 영상획득 방식을 제공하는 mask(aperture)가 디자인되어 있으며, 그 중 Uniformly Redundant Arrays(URA)와 Modified Uniformly Redundant Arrays (MURA), Hexagonal Uniformly Redundant Arrays(HURA) mask가 대표적임. 각각의 mask에 대하여 anti-mask가 따로 존재하며, mask와 anti-mask를 통과한 방사선의 검출 패턴을 복호화(decoding)하여 방사선원의 위치를 영상으로 재구성함 o 이중입자 방사선의 위치 영상화 기술은 방사선이 사용되는 원자력발전, 방사선 종사자 안전, 원전 해체, 핵연료 모니터링, 환경 방사선 모니터링, 폐기물 관리 등의 원자력/방사선 안전 분야와 방사선을 이용한 비파괴 검사 산업현장, 의료용 동위원소를 취급하는 병원, 그리고 방사선원을 발생 및 이용하는 가속기 운용 현장 등 다양한 분야에서의 적용이 가능한 최첨단 방사선 계측 기술임 o 미시간대학에서 개발된 부호화구경을 이용한 실시간 감마선 영상장비 기술을 첨단화하고 중성자와 감마선 신호의 구분을 위한 pulse shape discrimination(PSD)기법을 유기 섬광체(Stilbene)에 적용하여 중성자 및 감마선 동시 영상을 구현하는 SiPM과 유기섬광체를 이용한 세계 최초 이중 입자(dual-particle; neutron and gammaray) 영상장치 개발에 관한 것임 o 본 연구는 12 x 12개의 픽셀로 구성된 SiPM과 유기섬광체(Stilbene)가 결합된 센서 모듈과 centered mosaic의 최적화된 MURA 마스크(중성자 산란 및 감마선 차폐를 위한 텅스텐 사용)를 이용하여 하드웨어를 구성하고 획득된 신호를 PSD 기법을 이용하여 중성자와 감마선의 신호를 분리 함. 획득 및 분리된 검출기 영상을 본 연구실에 의해 개발된 반복적 영상 재구성법(MLEM)을 이용하여 중성자 및 감마선의 위치판별 영상을 동시에 구현하는 장비를 개발하고자 함 □ 목표 ◯ 2년차 목표 - 신호처리 회로 PSD 기법 적용 및 검증시험(Cf-252 선원 이용) - 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 - 실험 데이터를 이용한 MLEM 기반 방사선 영상 재구성 및 융합 영상 유효성 검증 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증 결과 확인 후 보완 - 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 □ 내용 ◯ 1차년에서 연구된 최적화된 MURA 마스크를 기반으로 실제 텅스텐 기반의 마스크를 제작하고 최적화된 영상 알고리즘과 하드웨어를 이용하여 실제 시스템으로 구성 ◯ 감마선/중성자 신호의 구분을 위하여 사용될 Stilbene 또는 plastic 어레이 기반의 유기 섬광체를 이용한 최적의 figure-of-merit(FOM)을 가지는 파라미터 도출 ◯ 최적화된 PSD 값을 이용하여 하드웨어 상 FPGA에 적용하여 감마선과 중성자 반응의 구분을 확인하였고 그에 따른 검출기 영상 데이터를 확보하여 1차년도에 개발된 영상재구성 알고리즘을 통한 영상 재구성을 시도하고 영상 특성을 분석 ◯ 검출기와 감마선의 반응도를 분석하기 위해 표준선원인 Cs-137, Ba-133, Co-57, Co-60, Na-22 등을 이용하여 감마선 반응 스펙트럼 및 검출기 영상을 확보하고 유기 섬광체를 이용한 감마선 핵종분석의 가능성 여부를 판단 ◯ 중성자의 경우 Cf-252를 구매하여 중성자 및 감마선에 대한 신호 분별 실험을 진행하고 각 선원별 영상을 분리 재구성 성공 ◯ 감마선/중성자 영상 장비의 성능 시험을 위하여 유기섬광체의 핵종 분석 능력, 검출효율, 방사선원의 위치 교정 등의 시험에 대한 장비 구축 및 절차를 완성 □ 목표 ◯ 3년차 목표 - 중성자 반응 실험(에너지 교정) - PSD 성능을 위한 최적화 시험 - 민감도 향상 기술 개선 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 시작품 개발 및 적용성 평가 □ 내용 ◯ Stilbene 어레이 및 Plastic 섬광체(EJ-276) 어레이 적용 중성자 반응 성능시험 (DD, DT, Pu-Be선원) ◯ 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 ◯ 고속 ADC 및 높은 bit resolution 기반 신호처리 회로 구축 및 실험 ◯ Charge Integral Method 변경 후 PSD 비교 평가 ◯ Internal gain 증폭 비교 후 최적의 PSD 조건 도출 ◯ 저에너지 감마선과 중성자의 PSD 능력 손실 보완 기술 개발 ◯ 최종 목표인 300초 이내에 중성자와 감마선 동시 영상 획득(50 cm 거리에서 85 μCi Cf-252 선원 영상 획득) ◯ LabVIEW 기반 사용자 인터페이스(graphic user interface; GUI) 개발 ◯ 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증결과 확인 후 보완 ◯ 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 ◯ 감마선-중성자 복합환경에서의 이중입자 영상 시험 □ 연구개발성과 o 정량적 성과 ⦁ 안전기술보고서 4건, 논문 게재(국내외 SCI) 4편 ⦁ 시작품 제작 1건 o 정성적 성과 ⦁ 핵물질의 중성자 및 감마선에 의한 영상을 획득하여 위치정보를 획득, 탐지 및 평가하는 핵사찰 활동 기술로 이용 ⦁ 사용후핵연료 중간저장시설의 안정적인 운영으로 임시저장시설의 저장공간 확보를 통해 향후 원자력 발전소의 안정적 운영에 기여 ⦁ 국민의 방사선 관련사고 및 핵테러 등의 국가적 재난을 예방 ⦁ 원전 제염 해체 시 방사성 폐기물의 오염 여부를 판단하는 장치로 사용하여 비용 절감에 기여 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 [기술적 측면] o 방사선 준위 분포를 측정하기 위한 방사선 검출기와 방사성 환경에서 운영되는 실시간 영상카메라를 결합한 시스템으로 원전시설 및 방사선 관련시설 주변의 방사선 준위 분포와 현장 영상을 동시에 감시할 수 있음 o 3차원 방사선원 위치 기술은 미지 선원의 핵종 및 위치정보를 동시에 제공함으로써 방사선 추적에 걸리는 시간을 획기적으로 단축하고 선원의 위치에 대한 매우 직관적인 정보를 제시하여 선량 수치 값에만 의존하던 기존 방사선 탐지 기술의 한계를 극복할 수 있으므로 방사선 안전에 대한 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것이라 기대됨 [경제적․산업적 측면] o 향후 원전폐로산업분야에서 사람이 들어갈 수 없는 방사성 환경을 관측하기 위해 로봇 탑재형 감마카메라 등이 중요한 역할을 함 o 선진국에 비해 낙후된 방사선 계측 기술을 고도화 및 선도화를 통한 기술의 자립도를 향상시킴 o 첨단 방사선 계측 기술을 구축하여 원전 시장에 기술경쟁력 있는 제품을 수출함으로써 국부 창출에 기여함 o 원자력 분야의 블루오션인 방사선 안전 및 방호 측면의 신산업 동력으로 활용하여 일자리 창출과 청년 창업 증대 등에 기여가 가능할 것임 [사회적 측면] o 본 시스템에 내장된 센서는 핵종분석능력이 뛰어나 인공방사성핵종이나 핵물질을 구분하여 탐지할 수 있기 때문에 방사성 및 핵물질 불법거래 및 운반으로 인한 국가적 재난을 예방하고, 주변국들의 핵활동 탐지 기반 기술에도 기여할 수 있음 o 국가 중요 관공서, 공항만, 열차 및 버스터미널, 대규모 스포츠 행사장, 공공장소, 대형 백화점 또는 할인매장 등의 다중이용 시설에서 발생할 수 있는 방사능 관련사고 및 핵테러를 효율적으로 예방하고 대응할 수 있는 카메라/방사선 통합 감시 시스템임 o 방사능 및 선량에 관한 보다 쉽고 자세한 정보 제공을 통해 방사선 및 방사능에 대한 일반인들의 인식 개선과 기술 정보에 대한 대중의 접근성을 향상할 수 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정만희
• 주관연구기관 : 제주대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 이중입자;부호화구경;신호파형 분별기법;섬광체;실리콘 광증배소자; 2. Dual-particle;Coded-aperture;Pulse shape discrimination;Scintillator;SiPM;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이용선
• 주관연구기관 : 국립암센터국제암대학원대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 비번역RNA;작은 핵RNA;스플라이싱;암; 2. nc886;noncoding RNA;small nuclear RNA;splicing;cancer;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 조승찬
• 주관연구기관 : 한국재료연구원
• 발행년도 : 20221100
• Keyword : 1. 중성자 흡수;사용후핵연료;알루미늄;보론 카바이드;금속복합재료; 2. Neutron absorbing;Spent nuclear fuel;Aluminum;Boron carbide;Metal matrix composite;