연구개요 현화식물 및 분자생물학적 연구의 모델 식물인 애기장대(Arabidopsis thaliana)를 포함하는 배추과(Brassicaceae)의 계통(phylogeny)을 단일 copy로 알려진 핵 xanthine dehydrogenase(xdh) 유전자 염기서열을 이용해 재구성하여 배추과 진화 및 종분화 과정에서 일어난 유전자와 유전체의 진화과정을 추정해 보고자였음 연구 목표대비 연구결과 배추과 최소 30개 각 족(tribe)에서 대표속(genus) 또는 종(species)을 대상으로 PCR/Cloning을 통해 xdh 유전자 염기서열을 확보하여 계통분석을 수행하고자 하였으며, 이를 통해 배추과 xdh 유전자로 부터 배추과 식물의 genome duplication, polyploidization, hygridization, gene duplication 등을 추정해 보고자 하였음. 연구 결과, 36족 62속 113분류군 164개체로부터 총 1,973개의 배추과 xdh 유전자 염기서열을 확보였으며 (개체당 평균 12개 sequence), 외군으로 Cleomaceae 및 Capparaceae 2과 3속 4종 4개 시료로부터 xdh 유전자 염기서열 58개 확보함. 확보된 xdh 유전자 염기서열의 계통 분석을 통해 배추과에 있어 xdh 유전자의 진화, 유전체 진화, 잡종 기원 등을 규명할 수 있는 기초를 자료확보하였음. 계통분석 결과 분석된 배추과 36개 족중 12개 족은 1 copy의 xdh 유전자를 지닌 반면, 나머지 족들은 2개 이상의 xdh copy를 지니고 있음을 확인함. 또한 개체, 종, 속 수준에서 xdh 유전자 copy수를 추정하여, 이로 부터 배추과 식물에 있어 xdh 유전자 진화를 추정할 수 있었음. 한편, 형태적으로 종동정에 어려움이 있었던 배추과 배추족 배추속 U's triangle 6종에 대한 상세한 연구를 통해 U’s triangle 모델을 XDH 염기서열 분석을 통해 재검증함. 흑갓 (B. nigra)의 경우 NCBI GenBank의 nuclear genome annotation과 달리 2 copy의 XDH 유전자가 존재함을 규명함. 이를 통해 목표대비 100% 연구결과를 확보함. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) - 본 연구를 통해 확보된 xdh 염기서열 정보는 배추과 주요 분류군의 식별 마커로 활용 가능함; xdh 염기서열이 종 수준에서 변이가 크게 나타나 종 수준에서의 식별 및 진화를 추정하는 마커로 활용가능함. - xdh 염기서열 정보로 부터 배추과 식물에 있어 유전체 진화, 잡종화, 배수화 등을 추정할 수 있으며, 이를 통해 배추과의 종분화 경향을 파악할 수 있음. - 배추과에 있어 다수의 족에 있어 유전체 배수화를 통해 xdh 유전자가 2 copy로 존재함을 확인할 수 있었으며, 일부 분류군에 있어 1 copy로 축소된 것을 파악할 수 있었음. 이를 통해 배추과의 유전체 진화의 경향성을 추정할 수 있음. - 주요 작물인 배추속 식물에 있어 잡종화를 통한 진화, 인위선택에 의한 유전체 진화에 대한 참고자료로 활용할 수 있음 - 배추속 U’s triangle을 구성하는 분류군은 2 copy의 xdh 유전자를 지니고 있으며, xdh 유전자 분석을 통해 종간 잡종 형성에 의한 U’s triangle이 증명됨. - xanthine dehydrogenase를 비롯해 다른 MoCo gene family인 aldehyde oxidase, sulfite oxidase, nitrate oxidase 등의 진화 및 기능 분화에 대해 비교할 수 있는 참고자료로 활용할 예정임. - 배추과의 형태적/생리적/생태적 진화 양상을 파악하는 기초자료로 활용될 예정임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 원효식
• 주관연구기관 : 대구대학교
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 배추과;잔틴탈수소효소;진화;잡종화;계통; 2. Brassicaceae;Xanthine dehydrogenase;evolution;hybridization;phylogeny;

Ⅳ. 실태조사 주요 결과 가. 2020년도 국내 원자력산업분야 총 매출액은 22조2,436억원으로 전년도 20조7,317억원 대비 1조5,119억원 늘어 7.3% 증가한 것으로 조사됨 - 원자력발전사업체(17조1,303억원, 77.0%), 원자력공급산업체(4조573억원, 18.2%), 연구·공공기관(1조560억원, 4.7%) 나. 2020년도 국내 원자력산업분야 총 투자액은 8조7,986억원으로 전년도(9조5,279억원) 대비 7,293억원 줄어 7.7% 감소 - 원자력발전사업체(7조6,767억원, 87.2), 원자력공급산업체(1,536억원, 1.7%), 연구·공공기관(9,683억원, 11.0%) 다. 2020년도 국내 원자력산업분야 전체 인력은 35,276명으로 전년도(2019년 35,469명) 대비 193명이 줄어 0.5% 감소한 것으로 조사됨 - 원자력발전사업체(12,788명, 36.3%), 원자력공급산업체(19,019명, 53.9%), 연구·공공 기관(3,469명, 9.8%) 라. 2021년 3월 기준 재학생 전체는 2,165명으로 전년도(2020년 2,190명) 대비 1.1%(25명) 감소한 것으로 조사됨 마. 2020년도 국내 원자력 관련 대학별 원자력 관련 학과 배출인력은 총 597명으로 전년도 590명 대비 7명(1.2%)이 증가한 것으로 조사됨 바. 2020년도 원자력산업분야 해외 수출 현황은 12개국, 30건(전년대비 3건 증가)에 3,372만 달러(전년대비 1,228만 달러 증가)를 수출함 사. 2020년도 원자력산업분야 기술도입 현황은 58건(전년대비 16건 감소)에 71억원(전년대비 1,293억원 감소)으로 국내에서 도입한 기술은 34건, 국외로부터 도입한 기술은 24건으로 조사됨 - 도입국가 : 미국, 캐나다, 프랑스, 영국 등 11개국 (출처 : 요약문 7p)

• 연구책임자 : 조현갑
• 주관연구기관 : 한국원자력산업협회
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 원자력 동향;원자력 산업;원자력 인력;원자력 산업 규모;원자력 매출액;원자력 투자액;원자력 지역경제 기여도;제염·해체 현황;원자력 관련 대학; 2. Nuclear Industry Trends;Nuclear Industry;Nuclear Manpower;Nuclear Industry Revenue;Nuclear Industry Investment;Contribution of Nuclear Industry to Local Economy;Status of Decontamination and Decommisioning;Nuclear Engineering College/University;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김윤혜
• 주관연구기관 : 순천향대학교
• 발행년도 : 20220700
• Keyword : 1. 방사선치료;침샘;오가노이드;환자맞춤형;조직재생; 2. Radiation;Salivary gland;Organoid;Personalized medicine;Tissue regeneration;

□ 연구개요 ○ 방사선 치료 전 위치 확인을 위해 촬영하는 콘빔 CT (CBCT)는 기기의 구조적 한계로 환자에 따라 다양한 아티팩트가 발생하며, 치료의 정확도를 저하시킴. ○ CBCT 영상의 통합적 품질개선시스템을 개발하여, 보다 안전하고 정확한 방사선 치료에 기여함. □ 연구 목표대비 연구결과 ○ 아티팩트 모사를 위한 플러그 제작 및 연구 프로토콜 - 알루미늄, 티타늄이 삽입된 플러그를 인체팬텀에 삽입하여 아티팩트를 모사함. - Varian사의 Trilogy™ 선형가속기의 on-board imager를 사용하고, 촬영 부위는 Head이며 stadard dose head (SDH)와 high-quality head (HQH)에 대한 평가를 수행함. - 진단용 CT에서 활용이 대두되는 주석 부가필터를 0.2mm, 0.4mm, 0.6mm로 제작하여 Bow-tie 필터 전면부에 부착하여 아티팩트 저감, 기타 영상품질지수, 선량지수를 확인함. - 임상 사용 프로토콜인 SDH를 기준으로 하였을 때, HQH와 주석 0.4mm 부가필터를 사용하였을 시, 아티팩트는 효과적으로 저감함과 동시에 25% 가량의 선량 저감효과를 확인함. ○ 광자극 발광 선량계의 민감도 향상 - 5 kGy 방사선 고조사를 수행하여 deep electron/hole trap이 채워진 OSLD_exp의 경우 채워지지 않은 OSLD_cont에 비하여 75, 80, 90, 95, 100, 105 kVp에서 각각 12.7%, 14.0%, 15.0%, 10.2%, 18.0%, 17.9%, 17.3%의 민감도 향상을 확인함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 치료 전 CBCT 품질 개선을 통한 환자치료의 위치 정확도 개선 → 고정밀 방사선치료에 기여 ○ 방사선 치료 시, CBCT 선량의 최소화 및 영상품질 최적화로 방사선에 민감한 국민의식 개선. → “안전하고 효과적인 방사선 치료”의 의식재고 ○ 조사야 크기가 작고, 높은 선량을 1회 분할치료에 조사하는 정위적방사선치료에서 종양위치가 정확하지 않을 경우, 종양에는 처방선량이 전달되지 않고 정상조직에만 고선량이 피폭되어 방사선 사고에 이를 수 있음. → 본 연구의 결과는 CBCT의 아티패트 저감에 기여함으로써 환자의 셋업위치 정확도 향상 및 보다 효과적인 방사선 치료에 기여. ○ CBCT 영상의 아티팩트가 빈번히 발생하는 환자군을 선별하여 이에 대한 임상시험 수행 → 환자의 전체 치료시간을 증가시키지 않으며 품질 향상이 가능함. → 임상시험 완료 이후 임상 활용이 가능하며, 이에 따라 환자의 셋업위치 정확도 향상 및 보다 효과적인 방사선 치료에 기여할 수 있음. ○ CBCT 아티팩트 정량화 기법 → 본 연구에서는 PIU, FFT, SD 등 아티팩트 정량화 기법을 제안하고 CBCT 영상 아티팩트를 평가함. → CBCT 뿐만 아니라, 일반 진단용 CT, 나아가 기타 영상 장비의 아티팩트 평가에 활용이 가능함. ○ 광자극발광선량계의 kV 영역대 임상 셋업 → kV 영역에서의 절대선량 측정 프로토콜 셋업과 광자극발광선량계의 교차교정계수를 확보함. → 방사선 치료 전 시뮬레이션 CT에서의 선량 측정으로 활용 → 방사선 치료 전 셋업용 CBCT에서의 선량 측정으로 활용 → 기타 X-ray 기반 영상 장비에서 선량 측정으로 활용 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 전민수
• 주관연구기관 : 중앙대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 콘빔CT;영상품질;물리적 여과;방사선 계측;방사선량; 2. Cone-beam CT;Image quality;Physical filter;Radiation dosimetry;Radiation dose;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이석근
• 주관연구기관 : 에치엠알
• 발행년도 : 20220500
• Keyword : 1. 자기공명분광기 초전도자석 저온초전도 무냉매 상용화; 2. NMR superconducting magnet LTS Cryo-free Commercialization;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김성환
• 주관연구기관 : 유니스텍
• 발행년도 : 20220800
• Keyword : 1. 리모트 카;스마트 로봇;원자력발전소;격납건물;검사; 2. Remote Car;SMART Robot;Nuclear Power Plant;Containment Building;Inspection;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 인간화마우스를 활용하여 선량에 따른 방사선피폭진단마커 발굴 ◼ 전체 내용 -1차년도 연구: 최적의 인간화마우스 제작 기법 확립 -2차년도 연구: 제작된 인간화마우스 이용하여 선량에 따른 방사선피폭 모델 구축 -3,4차년도 연구: 후보 바이오마커 검증을 통한 최종 바이오마커 선정 □ 연구개발성과 - 기존 동물모델의 장점을 극대화하고 단점을 최소화한 새로운 인간화마우스 제작 방식 확립 - 방사선 피폭 시, 신속한 환자 스크리닝, 군별 분리, 군에 따른 적절한 의료처치가 이루어질 수 있는 조기 진단 바이오마커 발굴 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 동물실험 결과를 인간에게 외삽하는 과정에서 발생하는 불확실성을 감소시켜 비임상연구에서 임상연구로의 적용 가능성을 극대화함. - 방사선 피폭대응 방식을 선진화하여 궁극적으로 사고 피해 최소화. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 서진희
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20220500
• Keyword : 1. 바이오마커;전신조사;마이크로RNA;인간화마우스; 2. Biomarker;Total body irradiation;microRNA;Humanized mice;NSG-SGM3;

연구개요 지금까지 내방사선 집적회로 연구는 “방사선의 영향이 회로 내의 단일 노드에만 영향을 받는다”는 가정 하에 트랜지스터 회로설계 수준에서만의 연구가 수행되고 있다. 그러나 최근“초미세 공정의 회로는 회로선폭이 작아 방사선이 침투하면 단일 노드 만이 아니라 다중 노드까지도 방사선의 영향을 받는다”는 연구결과가 밝혀지면서 기존의 내방사선 소자의 설계방식은 더 이상 내방사선 성능을 보장할 수 없게 되었다. 본 연구에서는 이러한 배경 하에 독창적인 회로도 수준과 배치배선도 수준의 내방사선 혼성 설계기법을 최초로 개발하여‘다중 노드 업셋’에도 강인한 내방사선 storage latch cell의 집적화기술 기술을 개발한다. 연구 목표대비 연구결과 본 연구의 최종목표는 방사선으로 인하여 발생하는 초미세 공정 집적회로 내의 다중 노드업셋에 강인한 데이터 저장 집적회로의 오류발생에 대한 신뢰성 확보이다. 목표 달성을 위한 세무 연구목표 및 연구결과는 다음과 같다. 세부 연구목표 : 다중노드 업셋 특성에 대한 기초 분석 연구 평가의 착안점 : 시뮬레이션 결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 시뮬레이션 결과 제시 세부 연구목표 : 내방사선 layout 기법 평가의 착안점 : 내방사선 layout 기법 개발결과, 특허 1건 출원 연구결과 (100% 목표달성) : 내방사선 layout 기법 개발결과, 특허 1건 출원 완료 세부 연구목표 : 다중 노드 업셋에 강인한 내방사선 회로 개발 평가의 착안점 : 정상 동작 확인결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 정상 동작 확인결과 다중노드 업셋 방지 결과 확인 세부 연구목표 : 배치배선과 회로수준의 내방사선 기법을 결합한 test chip 설계 평가의 착안점 : 기존 대비 30%이상 기능 향상, 학술지 투고 연구결과 (100% 목표달성) : 기존 대비 96%이상 기능 향상, 학술지 투고 (아래 2건 투고완료) 세부 연구목표 : 설계된 회로의 기능검증 평가의 착안점 : 정상 동작 확인결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 정상 동작 확인결과 확인 완료 세부 연구목표 : 설계된 회로의 고도화 및 지적재산권 및 논문제출 평가의 착안점 : 분석결과 제시, 특허 1건 및 학술지 투고 연구결과 (100% 목표달성) : 분석결과 제시, 특허 1건 출원 완료 및 국제 학술지 2건 (IEEE TCASII, Electronics Letter 투고완료(심사중)) 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 지금까지 내방사선 집적회로는 우주, 국방, 원자력 등의 극한환경 용으로만 이용되어 왔는데 반도체 회로선폭이 초미세화되어 지상이나 저상공에도 항상 존재하는 미약한 방사선으로도 자율자동차, 드론과 산업용 로봇에 탑재된 전자부품에도 방사선의 영향을 무시할 수 없다. 이와 같은 환경에서 발생하는 방사선으로 인하여 오류가 발생하고 트랜지스터의 전기적 특성을 점진적으로 변화시키며, 이는 궁극적으로 반도체 집적회로의 전기적 특성이 변경되어 시스템의 운용에 문제를 발생시킬 수 있다. 본 연구는 이를 해결하기 위한 것으로 확장성이 있고 부가가치가 높은 기본연구이며 추후 다양한 응용분야에 활용할 수 있다. 내방사선화를 위해서 두꺼운 금속판을 이용하여 shielding을 하지만, 이는 시스템의 무게를 크게 증가시켜서 비용이 커지는 부작용을 낳는다. 방사선으로 인한 트랜지스터의 손상정도를 정확히 관찰할 수 있으면 회로들의 설계 단계에서 이를 고려하여 설계함으로써, shielding을 위하여 필요한 금속판의 두께를 줄이는 것도 가능하다. 이로 인하여 시스템 비용절감이라는 경제적 효과도 기대할 수 있다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김진상
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 내방사선 설계;다중노드업셋;소프트오류;래치;저장소자; 2. radition-hardening design;multiple-node upset;soft error;latch;memory element;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김현동
• 주관연구기관 : (주)티엠지코리아
• 발행년도 : 20221000
• Keyword : 1. 기어박스;감속기;엑츄에이터;밸브;원전기기; 2. Gearbox;Gear Reducer;Actuator;Valve;Nuclear Power Equipment;

□ 연구개요 콩팥(신장)CT 영상데이터셋의 머신러닝을 통해, 신실질을 자동분할하고 미래의 잔존 신기능을 정확히 예측하는 ‘CT기반 신기능 예측모델’을 선행연구에서 구축한 바있는 본 연구팀은, CT 검사의 단점인 방사선 피폭과 주사조영제의 부작용에서 자유로운 자기공명영상(MRI)을 이용하여 ‘인공지능 기반 신기능예측모델’을 추가개발하고자 연구개발을 제안함. 최근 상급종합병원에서 CT영상을 빠르게 대체하고 있는 디지털 MR 영상을 수집하고, 영상의학자들의 도움으로 라벨링 된 학습 및 테스트용 대규모 데이터셋을 구축함. 신실질분할 및 신기능분석의 자동화와 신장치료 후 장기간 잔존 신기능 예측인자 분석실험을 위해 MRI 데이터셋에서 생성대립네트워크(GAN) 기반 훈련데이터 증강을 수행하고, 최신 머신러닝 기법을 적용하여 최종 신실질 분할 모델의 성능 향상을 이룸. 개발된 최종 “MRI-기반 신기능 예측 모델”을 신장치료 후 장기 추적된 영상-임상데이터셋으로 확장 분석하여, 통합 임상예측모델을 구축함. 기존 임상에서 사용하던 통계기반의 임상 노모그램과 예측력 비교와 상호 개선을 통해, 최종 예측 모델의 프로토타입을 제시하고 임상적인 가치를 입증함. □ 연구 목표대비 연구결과 1)3D U-Net응용 딥러닝기반 캐스케이드네트워크를 이용한 신실질 분할모델 개발 : 신실질분할정확도 94.59%; 국제학술대회 발표 2, 특허출원 1건; (평가 100%) 2)장기(5-8년) 추적 영상-임상데이터셋 확보 (평가 100%) : 총 365례 추적 MRI전체 영상자료와 레이블링 데이터셋 확보 3)훈련데이터 증강(GAN) 후 Attention 기반 신실질 분할모델의 개선 (평가 100%) - 정확도 91.43%, 국제 학술대회 발표 3건 4) MR-임상인자 통합 신기능 예측모델 구축: (평가 100%) : MRI기반 자동추출 체적(Volume)을 기존임상예측인자 표에 추가 5) 영상기반 신기능예측모델의 전향적 연구기획 및 환자등록 시작(평가 100%) : 국제 학술대회 발표 2건, 국내 학술대회 발표 2건, SCI 등재 논문 2편 6) 방사선노출/조영제 안전이슈를 포함한 두영상(CT-MRI)간 예측모델의 비교분석(평가 70%) □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 현재 세계적으로 많은 연구가 이뤄지고 있는 CT영상기반의 신기능예측 머신러닝 모델 개발에서 한 걸음 나아가 MRI 기반 신기능예측 모델을 개발하였음. MRI는 CT 검사의 단점인 방사선 노출 이슈를 극복할 수 있어 최근 장기간 반복 추적검사가 필요한 만성질환의 임상상황에서 빠르게 CT 검사를 대체하고 있음. MRI 데이터수집이 용이해지면서 데이터기반 모델 성능향상이 기대되므로, 연구진이 최초개발한 MRI 기반 신기능 예측 모델은 큰 확장성을 가지게 됨. CT-MRI 신기능 예측 모델의 비교 분석이 활발해지는 여건이 조성되면 기술개선을 가속시킬 수 있고 영상-agnostic 모델로도 발전가능성이 충분함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 나군호
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220900
• Keyword : 1. 신장암;자기공명영상;신기능 예측; 2. kidney cancer;MRI;Prediction of renal functional;