비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이수임
• 주관연구기관 : (주)에덴디
• 발행년도 : 20220700
• Keyword : 1. 고분자수지;심초형;복합방사;치실;약용탄; 2. Polymer resin;Cardio type;Complex radiation;Dental floss;medicinal charcoal;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ● 원자력연구개발사업의 중장기 성과분석을 통한 R&D 정책의 효과성 확인 - 원자력연구개발사업의 활용현황을 중심으로 과제특성 및 활용유형을 고려한 효과적 성과분석 체계를 수립하여 수행 ○ 전체 내용 ● 원자력연구개발 결과의 활용도 측정 방법론 개발 ● 연구성과의 연구현장 활용현황 조사 ● 원자력 관련 과기정통부 정책, 지원사업에 대한 종합 분석 ● 연구분야별 대표 연구성과 및 혁신사례 분석 □ 연구개발성과 ● 원자력연구개발 결과의 활용도 측정 방법론 개발 - 사례분석 및 적절성 검토를 통해 원자력분야 결과의 활용 측정을 위한 성과활용조사서, 사업화 성공실패 요인 조사서, 대표성과조사 개발 ● 원자력 분야 주요 4개사업의 성과분석 - 4개 사업의 주요 성과에 대한 정량적 분석 실시(연구비 지원 현황 연구생산성, 목표 달성도 등) - 대표성과 및 우수성과 사례 발굴 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ● 활용방안 - 향후 원자력·방사선 분야 연구개발 투자 방향 설정과 효율성 개선을 위한 참고자료 활용 ● 기대효과 - 원자력·방사선 R&D에 대한 중장기 성과 분석을 통해 원자력 산업 패러다임 변화 대응 현황을 파악함으로써 향후 연구개발 투자 방향 설정의 효율성 및 효과성 제고 - 원자력·방사선 R&D 대표 연구성과 및 혁신사례 도출을 통한 정책 추진 결과 우수성 제고 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 엄의흠
• 주관연구기관 : 라온넥스텝
• 발행년도 : 20221000
• Keyword : 1. 원자력;방사선;연구개발 성과;성과분석;파급효과; 2. nuclear;radiation;R&D Performance;performance analysis;R&D impact;

연구목적 2020년 초부터 코로나19가 확산되고 장기화됨에 따라 국내 공공의료기관들 중심으로 감염병 관리병원으로 지정되면서 지역사회 내 환자들의 의료이용 및 의료전달체계에 많은 어려움이 발생함. 따라서 감염병 시기에 지역사회 공공보건의료 대응체계에 기반 한 효과적인 암환자 관리(암검진 대상자, 치료중인 암환자, 호스피스 대상 말기환자 등)를 위한 제도적 보완 및 정책을 개발하고자 함. 연구방법 첫째, 지역암센터 암환자 관리체계의 코로나19 영향 분석은 국내․외 관련 자료를 수집하고 검토하였음(관련 지침, 문헌 고찰, 홈페이지 검색, 내부통계자료 분석 등). 둘째, 암환자의 의료이용행태 등 코로나19 영향 현황 분석은 국내․외 관련 자료를 수집하고 검토하였음(관련 지침, 문헌 고찰, 홈페이지 검색, 최신 기사, 국가 및 내부통계자료 분석 등). 셋째, 암전문의료기관 중심 의료진, 암환자, 호스피스 실무자 대상으로 대면 또는 비대면 면접조사를 실시하였음. 넷째, 가정호스피스 이용 환자 및 가족 대상 요구도 조사는 암환자 및 가족 대상 온라인 커뮤니티(아름다운 동행)에서 주제어를 검색하여 내용을 분석하였음. 연구결과 첫째, 지역암센터 암환자 관리체계의 코로나19 영향 분석 주요 결과는 다음과 같음. 코로나 19 발생 후(2020년)에 신규 암등록 환자수, 암등록 입원환자의 평균재원일수, 입원 암환자의 실인원당 항암/방사선요법 시행횟수, 암등록 응급실환자수는 감소하였음. 반면에 암등록 환자의 퇴원자수, 암등록 입원환자 중 수술환자수, 암등록 외래환자수 비율, 외래 암환자의 실인원당 항암/방사선요법 시행횟수, 암등록 환자의 타 의료기관 전원환자수는 증가하였음. 둘째, 암환자의 의료이용행태 등 코로나19 영향 현황 분석 주요 결과는 다음과 같음. 코로나19 발생 후(2020년)에 암검진 대상자 및 국가 암검진사업 대상자의 전체 수검률은 감소하였음. 코로나19 발생 후(2020년)에 신규 중증암등록환자 등록인원수, 신규 중증암등록환자 중에서 1년간 실제 진료받은 환자수, 신규 중증암등록환자의 진료실인원당 내원일수는 감소하였음. 반면에 신규 중증암등록환자의 진료실인원당 급여일수는 증가하였음. 셋째, 암전문의료기관 의료진, 암환자, 호스피스 실무자 대상 면접조사 주요 결과는 다음과 같음. 암전문의료기관 의료진은 코로나19로 인한 발열 암환자 관리, 발열 암환자의 응급실 진입의 문제점, 응급실 내 발열 병동 운영의 문제점, 비대면(원격) 진료의 문제점 등을 지적하였음. 암환자는 응급실 이용의 어려운 점, 입원 치료의 어려운 점, 코로나19로 인한 현재 암관리의 어려운 점 등을 지적하였음. 호스피스 실무자는 호스피스 전문의료인력 및 보조인력의 양적 증대, 자원봉사자 관리와 지원체계 마련, 호스피스 인식개선을 위한 홍보, 호스피스전문기관 확대, 다학제적 팀 기반 호스피스 전문인력의 업무체계 재정비 등을 지적하였음. 넷째, 가정호스피스 이용 환자 및 가족 대상 요구도 조사 주요 결과는 다음과 같음. 가정에서 응급상황 시 즉각적인 의료서비스 지원, 가정 내 가족 돌봄제공자의 돌봄지원안 확대, 말기암환자가 가정에서 임종을 맞이할 경우에 대한 절차 안내와 지원 서비스 등이 필요함을 제시하였음. 다섯째, 감염병 상황에서 체계적인 암환자 관리를 위한 대안으로 지역암센터의 조직 개편 및 기능 변화, 지역암센터의 자원 확보 체계 마련, 지역암센터의 시설 확충 필요 등을 제안하였음. 또한 가정호스피스 대상자에 대한 타제도 연계방안 등을 제안하였음. (출처 : 요약문 13p)

• 연구책임자 : 이상일
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 감염병 상황;암환자;전원/관리체계; 2. Pandemic;Cancer Patient;Transference/Management system;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 건식저장시설 내 경수로 사용후핵연료 장기 건전성 확보 및 검증을 위한 안전조치 시제품 제작 ○ 전체 내용 ○ 사용후핵연료 건식저장시설 관련 국내·외 정책 및 기술동향 분석 ○ 국내 도입(예정) 경수로 사용후핵연료 대상 건식저장시설 구조 특성기반 안전조치 장비 설계 및 방법론 설정 ○ 감마선, 중성자, 뮤온 기반기술의 비교 분석 및 최적화기술 도출 ○ 건식저장시설 사용후핵연료 안전조치 시제품 제작 및 성능 평가 ○ 1차년도 □ 목표 건식저장시설 안전조치 최적화 방안 도출 및 정책·기술 분석 □ 내용 ○ 건식저장시설 안전성 요건 및 정책 분석 - IAEA 및 해외 주요 원자력 선진국의 사용후핵연료 건식저장시설운영 현황 및 특징 분석 - 국내·외 건식저장시설 관련 법 체계 분석(QA 포함) - 국내 건식저장시설 설계(안) 분석 - 사용후핵연료 건식저장시설 안전조치(규제) 요건 검토 ○ 건식저장시설 안전조치 최적화 기술(안) 도출 - 건식저장시설 안전조치 기술 동향 분석 - 전산모사 및 실험 기반 최적 검출방식 선정(감마선, 중성자, 뮤온기반기술의 전산모사, 실험시설 구축 및 비교 분석) - 국내 최적화 기술(안) 도출 ○ 2차년도 □ 목표 건식저장시설 안전조치 시제품 설계 및 제작 □ 내용 ○ 건식저장시설 사용후핵연료 안전조치 건전성 검증을 위한 시제품 개발 - 기술적 평가항목 및 평가방법 개발 - 시제품 성능 요건(정량적/정성적) 및 전산모사 기반 시제품 설계도출 - 시제품 설계 기반 전산모사 및 평가 - 장비 운용·신호처리 장치 설계 및 제작 - 시제품 제작 - 건식저장시설 imaging 알고리즘 개발 ○ 3차년도 □ 목표 건식저장시설 안전조치 시제품 특성평가 및 모사설비(실험시설) 구축 □ 내용 ○ 건식저장시설 사용후핵연료 안전조치 건전성 검증을 위한 시제품 제작 및 최적화 - 시제품 및 신호처리장치 특성평가 및 보완 - 건식저장시설 imaging 프로그램 개발 및 적용 ○ 건식저장시설 모사설비 구축 - 시제품 성능평가, 실험설비(차폐모델, Collimator 등) 최적화 - 실험 결과 비교 분석을 위한 전산모사 수행(결과물 예측) - 차폐모델 개선 및 성능평가 등을 통한 건식저장시설 모사설비 최적화 ○ 4차년도 □ 목표 건식저장시설 안전조치 시제품 성능평가 및 보완 □ 내용 ○ 건식저장시설 사용후핵연료 안전조치 건전성 검증을 위한 시제품 성능평가 - 시제품 성능평가, 최적화 및 보완 - 시스템 통합 운영·분석 프로그램 및 사용자 인터페이스(UI) 개발 ○ 운영절차 수립 - 장비 운영절차서 개발 □ 연구개발성과 ○ 원자력안전기술보고서(N-STAR) 8건 - “열·속중성자 계측기반 동시 정보처리시스템 개발” (2018) - “이행사례 기반의 사용후핵연료 건식중간저장시설 관련 안전조치 요건 검토” (2018) - “건식저장시설 사용후핵연료 건전성 평가를 위한 중성자 단층촬영기법 개발” (2019) - “건식저장 사용후핵연료 단층촬영을 위한 뮤온 검출기 설계 연구” (2019) - “미국 사례에 기반한 국내 사용후핵연료 중간건식저장시설의 기술적 현안 검토” (2020) - “건식저장 사용후핵연료 중성자 단층촬영영상 품질향상을 위한 영상재구성 알고리즘 최적화 연구” (2020) - “중성자 단층촬영기술 기반 건식저장시설 내 경수로 사용후핵연료 안전조치 시제품 성능평가” (2021) - “건식저장 사용후핵연료 안전조치 목적 뮤온 검출기 제작 및 성능평가” (2021) ○ SCI(E) 논문 3건 - “Neutron Tomography of Two Different Internal Structures in Dry Cask Storage,” Journal of Instrumentation (2020) - “Design and Characterization of a Muon Tomography System for Spent Nuclear Fuel Monitoring,” Nuclear Engineering and Technology (2022) - “The Feasibility of Passive Neutron Measurement for Dry Storage Safeguards Approach,” IEEE Transactions on Nuclear Science (2022) ○ 국제 학술회의 6건 - “Neutron Tomography of Two Different Internal Structures in Cask Storage,” iWoRID2019, Crete, Greece (2019) - “A New Design of Muon Detector Based on Scintillator and Wavelength-Shifting Fiber for Muon Tomography,” IEEE2019 NSS-MIC, Manchester, UK (2019) - “An Experimental Feasibility Study on Applying Neutron Tomography to Encapsulated Spent Nuclear Fuel,” WM2020, Phoenix, Arizona, USA (2020) - “A Preliminary Study on Passive Neutron Emission Tomography for Monitoring PWR Spent Fuels in Dry Storage,” IRPA15, Seoul, Korea (2021) - “The Feasibility of Neutron Interrogation as Dry Cask Storage Inspection,” IEEE2021 Symposium On Radiation Measurements and Applications, E-conference, USA (2021) - “Muon Tomography System using a Plastic Scintillator and Wavelength-Shifting Fibers,” IEEE2021 NSS-MIC, Yokohama, Japan (2021) ○ 국내 학술회의 13건 - “Study on Required Legislations for Safeguards on Spent Nuclear Fuels in Dry Storage Facilities” 한국원자력학회 2018 추계학술대회 - “Neutron Tomography as a Spent Fuel Cask Verification Technique,” 한국방사성폐기물학회 2018 추계학술대회 - “건식저장시설 안전조치 목적의 중성자 동시 계측 신호처리장치 개발,” 한국방사선산업학회 2018 추계학술대회 - “Development of an Integrated Control System for Neutron Interrogation,” 한국방사성폐기물학회 2020 춘계학술대회 - “A Comparison of Image Reconstruction Algorithms for Safeguards Application,”한국방사성폐기물학회 2020 춘계학술대회 - “SiPMs as Miniaturized Photodetector for OSL Dosimeters,” 대한방사선방어학회 2020추계학술대회 - “플라스틱 섬광체를 활용한 뮤온 단층촬영 시스템 설계 및 최적화,” 대한방사선방어학회 2020 추계학술대회 - “Safeguards Activities for Nuclear Power Plant in Post-operational Phases,” 한국방사성폐기물학회 2020 추계학술대회 - “Preliminary Study on Neutron Shielding of Moderating Materials using an SiPM-based 4He Detector System,” 한국방사성폐기물학회 2020 추계학술대회 - “플라스틱 섬광체와 WLS fiber를 활용한 뮤온 검출모듈 개발,” 대한방사선방어학회 2021춘계학술대회 - “건식저장 사용후핵연료 결손검증을 위한 중성자 단층영상재구성 알고리즘 최적화 및 적용,” 대한방사선방어학회 2021 춘계학술대회 - “Neutron Imaging for Dry Storage based on Experimental Study,” 대한방사선방어학회 2021 춘계학술대회 - “Computation of neutron attenuation properties of the shielding material in dry cask storage,” 한국방사성폐기물학회 2021 추계학술대회 ○ 특허 출원 1건 - “사용후핵연료의 중성자 분포 영상화 시스템 및 그 방법” (2020) ○ 저작권(소프트웨어) 등록 1건 - 안전조치 시스템 통합 제어 분석 프로그램 및 유저 인터페이스 (2022) ○ 시제품 제작 1건 - He-4 검출기 Control Unit (2021) ○ 수상 2건 - 한국방사성폐기물학회 우수발표논문상 (2020) - 한국방사성폐기물학회 우수포스터상 (2021) ○ 홍보실적 2건 - Arktis mentioned at SORMA (2021) - 연세대 미래캠, 국내 최초 ‘뮤온 단층 촬영 시스템’ 개발 (2021) ○ He-4 Array 기반 건식저장 경수로 사용후핵연료 재검증 장비 시제품 개발 및 기술적 유효성 검증 ○ Muon 계측기반 검증 장비 시작품 개발 및 기술적 유효성 검증 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용방안 - 사용후핵연료 중간저장시설 안전조치 요건에 대한 선제적 분석 및 기준 제시를 통해 정책적·기술적 방향성 제시 → 사업자 방향성 제시 - 건식저장시설 안전조치 장비 시제품 개발 → 국가 사찰장비로 활용 및 IAEA 공인 사찰장비로 등록 추진 ○ 기대효과 - 개발 장비의 국가 검사로의 활용 및 IAEA 공인 사찰장비로 등록 추진을 통한 국가위상 제고 - 안전조치 분야 인력양성 및 기술 고도화 - 사용후핵연료 탈취 및 전용에 대한 사전 검증을 통해 핵비확산·핵안보 측면의 국가적 투명성 확보 - 국내 산업체로의 기술 이전 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정희준
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 건식저장시설;안전조치;비파괴분석;사용후핵연료;시제품; 2. Dry Storage;Safeguards;Nondestructive Assay;Spent Nuclear Fuel;Prototype;

□ 연구개요 - 방사선 저항성 세균인 Deinococcus geothermalis에서 산화 스트레스 조건에서 발생하는 삽입서열의 전위를 추적함 - 야생형과 표적 유전자 결실 돌연변이체에서 삽입서열 전위현상을 비교 분석함 - 세균의 유전체에 포함된 산화 스트레스 대응체계와의 연계성을 검토하고 분석함 - 카로테노이드 생합성 효소 유전자의 삽입서열 도입에 따른 비색소성 돌연변이 선별법 적용의 유용성을 검증함 □ 연구 목표대비 연구결과 - 야생형 균주와 표적 유전자 결실 돌연변이체 6종의 산화 스트레스 조건에서 활성 삽입서열 전위를 발굴함 : 선행연구에서 확보한 표적 유전자 결실 돌연변이체를 실험에 적용하므로 각 조건에서 삽입서열의 활성전위를 선별하고, 그 종류와 삽입 위치, 전위행동의 방식 등을 결정할 수 있었음 - LysR족 전사조절자가 제거된 돌연변이체에서 ISDge5, ISDge6 두 종류의 삽입서열의 전위가 파악됨 - 시스틴 수송체 결실 돌연변이체, 과발현 돌연변이체를 비교할 수 있었으며, ISDge5, ISDge6은 공통적으로 포함한 반면, 결실 돌연변이체는 ISDge7의 전위가 일어났으며, 과발현 돌연변이체에서는 ISDge2의 활성 전위가 발견됨 - 두 종류의 dps 결실 돌연변이체는 SDge5, ISDge2가 공통적으로 활성화되었고, Dgeo_0257의 경우 ISDge6도 활성화됨 - 3가지 결실 돌연변이체 결과는 3편의 학술논문으로 발표되는 성과를 얻었으며 이를 바탕으로 1편의 총괄논문과 전문서적 1챕터를 발표함 - 산화 스트레스에 의한 유전체 가변성을 억제하는 기술을 확보하려는 목표는 연구 기간내에 달성할 수 없었으며, 현재 유전체 내의 CRISPR-Cas 영역에 대한 분석 정보를 바탕으로 지속적인 연구를 통해 구현하는 것을 목표로 함 - 활성 삽입서열 전위 현상을 이용한 비색소 돌연변이체의 생산이 카로테로이드 전구물질의 생산과 연계한 유용성을 산출하지 못하였음 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 연구결과는 산화 스트레스에 노출될 수 밖에 없는 방사선 저항성 세균이 스트레스에 의해 나타내는 삽입서열의 활성된 전위를 분석한 것으로 야생형과는 달리 표적 유전자 결실 돌연변이체에서 특정한 삽입서열의 전위를 선별하였음 - 무색소 표현형 선별방법의 유용성을 검증하였으며, 발생빈도를 제고하기 위한 플라스마 또는 감마선 조사 결과와 비교하여 추가실험을 수행하였음 - 산업적 응용이 요구되는 미생물의 유전체 가변성을 억제하는 지속연구가 필요하며, 기본연구의 성과로 이어진 중견연구 과정에서 심층적인 분석을 통해 산화 스트레스 대응에 따른 삽입서열 전위기작의 신호전달 체계와 더불어 유전체 안정화 기술을 확보하려고 함 - 오랜 학술적 전통이 있는 분야에서 새로운 학문의 패러다임을 이끌 수 있는 주제를 발굴하는 기회가 되고자 함 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이성재
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 데이노코커스 지오더말리스;삽입서열;산화 스트레스;방사선 저항성 세균;전위; 2. Deinococcus geothermalis;Insertion sequences;Oxidative stress;Radiation-resistant bacterium;Transposition;

□ 연구개요 본 연구는 유방보형물을 삽입 후 방사선 치료가 진행되었을 때 무세포 동종 세포의 역할 및 이상적 수술 방법 확인을 위한 연구였다. 먼저, 유방보형물을 이용한 동물모델을 확립하고 구형구축을 유발할 수 있는 최적의 방사선 농도를 확인하였다. 이후 보형물이 접촉하는 조직의 종류에 따라 피막의 형성 및 구형구축의 발생율이 달라질 수 있음을 확인하였고 근육의 사용이나 접촉 없이 무세포동종진피로 보형물을 최대한 감싸는 형태가 방사선으로부터 피해가 가장 적은 것을 확인할 수 있었다. 또한 무세포 동종진피의 세척 및 소독과정에서 멸균 효과가 가장 뛰어난 소독용액을 확인하고 이를 임상에서 사용할 수 있는 기반을 마련하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 유방보형물 동물 모델을 만들고 적정량의 방사선 조사량을 확인하여 동물모델에서 방사선 조사를 통한 구형구축을 현상을 재현하였다. 본 연구의 1차 목표인 최소치사량이면서 최대조사량 확인을 위한 과정을 거쳤고 35Gy를 5회 분할하여 조사한 형태가 최대한 구형구축을 유발하면서도 쥐에 치사량에 도달하지 않는 이상적 조사량으로 확인되었다. 2차 목표인 방사선 조사 시 피해가 최소화 될 수 있는 수술 방법을 찾기 위한 연구를 수행하였다. 근육이나 흉벽 등과 달리 무세포동종진피와 접촉한 부분은 피막의 형성과 염증의 형성이 적어 방사선 조사 상태에서 구형구축의 가능성이 낮은 것으로 확인되었다. 따라서 방사선 조사시 무세포동종진피의 보호 효과가 있는 것으로 입증되었기에 무세포동종진피로 보형물을 완전히 감싼 형태가 방사선으로부터 보호 효과가 가장 큰 것을 확인할 수 있었다. 또한 본 연구를 위해 사용한 무세포동종진피에서 발생하는 균 오염을 제거하기 위해 세척 용액의 멸균 효과에 대한 연구를 추가로 진행하였다. 이는 1,2차 목표를 달성 후 추가적 연구 성과를 위해 진행하였다. 무세포동종진피에 유방보형물 수술 중 가장 많이 오염되는 MSSA, MRSA, S. epidermidis 세균을 배양시킨 후 이를 10% povidone-iodine, 0.5% chlorhexidine, antibiotics, taurolidine에 30분간 세척하였고 이 실험을 통해 조직의 변형 없이 통계적으로 의미 있는 멸균 효과는 10% povidine-iodine 과 taurolidine solution에서 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 현재 임상에서 유방보형물의 삽입하는 수술 방법에서 특히 방사선 조사가 예상될시에 무세포동종진피로 보형물을 완전히 싸고 이를 근육위로 삽입하는 것이 방사선 조사로부터 피해가 최소화 될 수 있다는 것을 확인하였다. 이를 통해 현재 시행되고 있는 새로운 임상 수술 방법의 유효성에 대한 기초 근거를 마련하게 되었다. 또한 유방보형물 재건 동물 모델을 확립하였고 구형구축을 만들기 위한 이상적 방사선 조사량도 확인하였다. 이를 통해 구형구축과 및 방사선 관련된 연구에서 관련 치료제나 약물을 적용하는 연구에 이를 적용할 수 있는 기반을 마련하였다. 또한 무세포동종진피의 이상적 세척 용액의 유효성에 대한 근거를 마련하였다. 실제 임상에서 균오염에 취약하여 무세포동종진피의 세척 방법에 대한 가이드라인을 제시할 수 있게 되었고 이를 통해 보형물 재건 수술 후 감염 발생의 감소를 기대할 수 있게 되었다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 한현호
• 주관연구기관 : 서울아산병원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 보형물;유방재건;방사선치료;구형구축;무세포동종진피; 2. implant;breast reconstruction;radiation therapy;capsular contracture;acellular dermal matrix;

□ 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;

Ⅳ. 연구개발결과 ∙ C-band 전자가속관 시제품 제작 ∙ C-band 마그네트론 Inner cavity 설계 연구 ∙ 마그네트론 특성 측정을 위한 모니터링 프로그램 개발 ∙ 다양한 세포주의 CONV/FLASH 방사선에 의한 세포 반응 연구 (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 이만우
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 방사선치료기;전자가속관;마그네트론 특성 모니터링 프로그램;마그네트론 시뮬레이션;진공용접; 2. Radiotherapy machine;Electron accelerating column Cluster monitoring program;Simulation of magnetron;Vacuum brazing;

□ 연구개요 - 본 연구에서는 기존 digital tomosynthesis(DT) 기술의 단점을 극복할 수 있는 stationary-inverse geometry digital tomosynthesis(s-IGDT) 시스템 및 딥러닝 기반 저선량 영상화 기술 개발을 통해 초고속, 고정밀 영상유도 방사선 치료를 위한 기술을 제공할 수 있음. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 1차년도 - s-IGDT 시스템의 영상획득 속도, 영상화질 특성 분석 및 평가: 기존 DT 시스템 대비 영상획득 속도, 기하학적 구조에 따른 재구성 영상의 화질 특성 분석 및 평가 완료(달성도 : 100%) - s-IGDT 시스템의 방사선량 분포 특징 분석 및 평가: s-IGDT 시스템의 기하학적 구조 및 획득 투영상 수에 따른 흡수선량 분석 완료(달성도 : 100%) - s-IGDT 시스템의 영상획득 속도, 영상화질 및 방사선량 상호관계 모델 정립: 신뢰도 95%의 수학적 상호관계 모델 정립(달성도 : 100%) - s-IGDT 시스템의 기하학적 구조 최적화: 비제약적 비선형 최적화 방법을 이용하여 영상획득 시간 최대 92% 경감 가능한 기하학적 구조 결정(달성도 : 100%) 2. 2차년도 - 딥러닝 기반 truncation 복구 기술 개발 및 평가: Truncation artifact 90% 이상 제거 가능한 U-Net 및 GAN 기반 truncation 복구 기술 개발(달성도 : 100%) - GPU 가속 컴퓨팅을 통한 초고속 재구성 기술 개발 및 평가: GPU thread 및 병렬연산을 이용하여 재구성 시간 최대 8.98배 단축 가능한 기술 개발(달성도 : 100%) - 저선량 s-IGDT 영상화를 위한 딥러닝 기반 재구성 기술 개발 및 평가: Fully-connected layer 및 domain transformation 기술을 이용한 방사선량 30% 이상 경감 가능한 재구성 기술 개발(달성도 : 100%) 3. 3차년도 - 딥러닝 기반 초고해상도 s-IGDT 영상화 기술 개발 및 평가: Auto-encoder 결합을 통해 PSNR 최대 30.3%, MTF 최대 33% 향상 시킬 수 있는 영상화 기술 개발(달성도 : 100%) - 개발한 기술을 동시 적용한 s-IGDT 영상획득, DVH 최적화를 위한 딥러닝 기반 segmentation 기술 적용: SSIM 31.42% 향상된 s-IGDT 영상 획득, ResNet 기반 segmentation 기술 적용하여 목적 물질의 위치정보 획득(달성도 : 100%) - 초고속, 저선량 및 고화질 s-IGDT 영상화 기술을 이용한 영상유도 방사선 치료 정확도 평가 및 검증: 모의 방사선 치료 시 정상조직의 흡수선량 39% 감소(달성도 : 100%) □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - s-IGDT 시스템과 딥러닝 기반 영상화 기술 개발 및 융합을 통해 영상유도 방사선 치료의 정밀도를 향상시키고, 생물학적 부작용을 경감시킬 수 있는 방사선 치료 기술 개발이 가능함. - s-IGDT 시스템은 스캔 속도 및 재구성 시간을 극소화할 수 있기 때문에 폐, 심장과 같은 장기를 대상으로 실시간 4차원 영상유도를 위한 기술로 활용 가능함. - Intra-oral 촬영, 방사선 민감도가 높은 영·유아 촬영과 같이 작은 filed-of-view(FOV)를 필요로 하는 촬영 등에 활용하여 진단의 정확도를 향상시킬 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이승완
• 주관연구기관 : 건양대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 고정형 반전구조 디지털 토모신세시스;딥러닝;영상유도 방사선치료;초고속 영상화;저선량 영상화; 2. s-IGDT;Deep learning;IGRT;Ultra-fast imaging;Low-dose imaging;

□ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 DNA 복제실수교정 (mismatch repair; MMR) 유전자 변이에 따른 방사선에 의한 유전체 돌연변이 유발 정도를 마우스 정상 대장 조직 및 인체 정상 대장 조직에서 유래한 오가노이드의 전장유전체 염기서열분석(whole-genome sequencing; WGS)을 이용하여 단일 세포 수준에서 확인한다. ■ 1단계 ￭ 목표 MLH1^+/-, MLH1^-/- 마우스의 대장 오가노이드를 활용하여 in vitro, in vivo 방사선 조사 후, 방사선에 의한 유전체 돌연변이 차이를 정상 마우스와 비교한다. ￭ 내용 1. MLH1^+/+, MLH1^+/-, MLH1^-/- 세 군의 마우스에서 정상 대장 오가노이드 확립, 일정 시간 배양 후 (2 개월) 유전자 돌연변이 분석 및 in vitro 방사선 조사 (0, 8Gy) 후 유전체 돌연변이 분석 2. 마우스 세 그룹에서 in vivo 방사선 조사 후 (0, 8Gy) 대장 오가노이드 배양, 유전체 돌연변이 분석 3. 유전체 돌연변이 분석은 오가노이드의 단일세포 분리, 클론배양 후 whole-genome sequencing을 통하여 단위 베이스 당 돌연변이양, microsatillite instability (MSI) 및 유전체 변이 특성(mutational signature) 분석 ■ 2단계 ￭ 목표 인체 정상 대장 오가노이드를 확립하고, 유전자가위(Crispr/Cas9) 를 통해 MLH1 유전자 변이를 유도, in vitro 방사선 조사 후 유전체 돌연변이 차이를 확인한다. ￭ 내용 1. 인체 정상 대장 오가노이드에 유전자가위(Crispr/Cas9)를 이용하여 MLH1^+/-, MLH1^-/- 오가노이드 확립 - 대장절제술을 시행한 인체 대장 검체로부터 정상 대장 오가노이드 배양 -MLH1 유전자 변이를 유도하는 guide RNA를 제작하고 Crispr/Cas9을 이용하여 MLH1 유전자 변이가 유도된 오가노이드 확립 2. MLH1^+/+, MLH1^+/-, MLH1^-/- 인체 대장 오가노이드에서 in vitro 방사선 조사 (0, 8Gy) 후 whole-genome sequencing을 통해 유전체 돌연변이 차이 비교분석 □ 연구개발성과 ■ 정상 마우스 대장 오가노이드 확립 및 in vivo, in vitro 방사선 실험을 통해 상기 방법론으로 방사선에 의한 특이적 유전자 변이 측정이 가능함을 확인함 ■ MLH1 +/- embryo를 도입하여 배앙을 통해 MLH+/-, MLH-/- 마우스 생산에 성공함 ■ 정상 인체 대장 오가노이드 배양에 성공하여 후속연구에 대한 기반을 마련함 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ■ 오가노이드를 이용하여 방사선의 돌연변이 유발 정도를 측정하는 방법론은 향후 방사선유발 돌연변이 측정에 많은 도움이 될 것으로 사료됨 ■ 대장암의 MMR 유전자 변이외에도 유방암에서 BRCA1/2 변이 등 DNA repair 유전자의 변이가 암 발생에 중요한 역할을 하고 있어 이러한 유전자의 변이가 있는 암환자들에서 방사선으로 인한 이차암 발생 여부 및 방사선 민감성/저항성 여부는 개인 맞춤형 치료에 매우 중요한 요소로, 본 연구 방법이 널리 응용될 수 있으리라 생각함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김경수
• 주관연구기관 : 이화여자대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 방사선치료;오가노이드;복제실수교정유전자;린치증후군;전장유전체분석; 2. Radiotherapy;Oragnoid;Mismatch repair gene;Lynch syndrome;Whole genome sequencing;