□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 미세먼지 확률론적 예측 모형과 광 투과율 모델을 이용한 미세먼지의 농작물 생산피해 예측 및 세척기술 개발과, 시설작물 경영분석 연구를 통한 미세먼지 발생피해 평가기술 개발 ○ 전체 내용 ○ WRF-Chem을 이용한 고해상도 미세먼지 모의 시스템 구축 및 지역별, 계절별 미세먼지 예측 모형 개발 ○ 광 투과 실험 및 미세먼지 재현을 위한 실험용 상사법칙 개발과 투과성 재료의 특성 구명을 통한 미세먼지 농도에 따른 시설온실 표면에 대한 영향의 실증적 구명 ○ 시설온실 피복재 및 미세먼지 농도에 따른 작물의 생리적 특성 및 품질 특성구명을 위해, 미세먼지 농도별 광 투과율 실험 및 Irradiation Multiphysics 기법을 이용한 투과량 시뮬레이션과 수치화 ○ 세척제 별 생물학적, 이화학적 특성 구명과 세척방법의 공학적 검토를 통한 친환경 세척기술 개발 및 매뉴얼 작성 ○ 광 투과율 모델과 가상 시뮬레이션을 이용한 미세먼지 예측, 미세먼지 발생에 의한 시설재배 생산량 감소액 및 경영비 상응요소 산정, 미세먼지 발생에 의한 손실평가 및 경제적 경영분석 연구 수행 □ 연구개발성과 ○ 미세먼지 환경 재현 실험기구 및 시료 분석 용 광 투과율분석기 개발 ○ 미세먼지 흡착에 따른 투과율 변화 분석 및 세척제 평가를 위한 샘플 취득 시나리오구성 및 장치 설치 ○ 시설재배온실 내·외부 위치 별 조도 측정 장치 개발 ○ 온실 피복 시료 (PE) 특수 코팅에 따른 광 투과율 및 표면 소수성 평가 ○ 농가 온실 미세먼지 피해분석을 위한 미세먼지 실험모델 개발 ○ 미세먼지 노출에 따른 피복재 투과율 변화 분석 ○ 세척용액 내부 계면활성제 극성에 따른 미세먼지 제거율 평가 ○ 미세먼지에 따른 온실 내·외부 일사량 측정 및 분석 및 평가 ○ 코팅용액 도포 온실 피복재의 물때 생성률 평가 ○ 미세먼지에 의한 농작물 생산피해 예측을 위한 시설재배 작물 생장 모델 개발 ○ 인공 비산 먼지 환경 조성 실험모델 개발 및 평가 ○ 미세먼지에 의한 농작물 생산피해 분석과 피복재 투과율 저하양상 구명 ○ 제올라이트 암모늄 흡착 원리에 기반한 비닐온실 표면 미세먼지 세척 평가 ○ 미세먼지 영향의 온실 피복재 투과율 저하 방지를 위한 코팅제 비교 ○ 미세먼지에 의한 농작물 생산피해 예측을 위한 시설재배 작물 생장 모델 개발 및 적용 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 일반적으로 물줄기를 이용한 물리적 세척방법은 투과율의 극히 일부만 회복 가능한 방법이며, 겨울철에는 물관리의 어려움이 있어 농가에서 쉽게 접근할 수 있는 세척방법이 요구되고 있음 ○ 온실 피복재에 흡착된 미세먼지를 물리적으로 세척하여 투과율을 회복하고자 할 경우 온실 상부를 세척하기 위한 인력의 인명 사고 발생 우려가 있는 한계가 있었음 ○ 본 연구에서 도출된 세척기술은 자연빗물이나 농업용수로 자연스럽게 세척할 수 있는 방안으로 농가에서 접근하기 용이할 것으로 보임 ○ 기존 옥살산을 이용한 세척방법과 대비하여 본 연구에서는 친환경 세척기술을 정립함으로써 환경 지속가능성을 고려함 ○ 본 연구에서 도출된 인공 비산 먼지 환경 조성 실험모델은 농촌에서 발생하는 미세먼지 발생환경을 실험실 환경에서 안전하게 제어할 수 있어 관련 분야 연구와 기술 발전에 기여할 수 있음 ○ 국가 미세먼지 측정망 자료에 농업부문 미세먼지의 계절적, 행정구역별 분포 현황을 추가하여 미세먼지 예보 정확도 향상에 기여 ○ 미세먼지가 발생한 대상지역 현장에서 미세먼지 대응 업무 추진 시 기초자료 지원 및 미세먼지 피해를 저감하기 위한 기술로써 활용 ○ 시설원예 또는 시설재배 비닐하우스 설계에 미세먼지에 의한 농업 생산피해 저감을 위한 안정적인 설계 기준 제시 ○ 미세먼지 피해 경감을 위한 친환경 세척 기술 개발로 미세먼지에 대한 선제적 대응으로 농업 피해 및 주민건강 피해를 최소화 ○ 농촌 지역에 적합한 새로운 미세먼지 저감 관리 기술 개발에 기여 ○ 작물 생육 영향 최소화를 통한 작물 생산량 증대로 농가경제 활성화 ○ 사회적 관심이 4차 산업혁명 등 고도화된 산업에 집중되고 있으나 농업분야 미세먼지 배출로 인한 경제적, 산업적 타격은 다른 어느 분야보다 큰 만큼 농업분야에서 미세먼지 관련 정책을 도출하게 될 본 연구의 역할이 매우 중요 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이재한
• 주관연구기관 : 국립원예특작과학원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 미세먼지;시설재배지;작물생육모형;세척기술;일사량; 2. particulate matter;greenhouse;crop growth model;cleansing technology;solar radiation;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 박하영
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 생체흡수율 증진;방사선;체내흡수저하모델;폴리페놀;소장흡수 메커니즘; 2. Absorption improvement;Radiation;Constructing absorption decline model;Polyphenols;Intestinal absorption mechanism;

□ 연구개요 The second-year work is devoted to a) acceleration of the fixed-point iteration algorithm; b) validation, verification and sensitivity analysis of the MPCORE multi-physics code; c) calculation of the control rod ejection accident (REA) for full-core benchmark; d) coupling of the CTF thermal-hydraulics code; and e) analysis of the global truncation error. □ 연구 목표대비 연구결과 Overall, by the end of the second year the research project completeness is about 75%. 1. Development of the FRAPI module (100%) 2. Sensitivity analysis of the FRAPI models (100%) 3. Development of the time marching scheme (100%) 4. Development of the core multi-physics module (100%) 5. Development of the JFNK1 solver (100%) 6. Analysis of the JFNK1 efficiency (50%) 7. Conjunction of multi-physics and time marching modules (100%) 8. Development of the PCA-based fixed-point search algorithm (50%) 9. Analysis of the accuracy of the integrated multi-physics model (80%) 10. Development of the global truncation error estimation algorithm (40%) 11. Improvement of the multi-physics code efficiency (10%) 12. Verification of the developed multi-physics code (80%) □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) Overall, the second-year research is focused on the analysis of computational performance and acceleration of the multi-physics coupling algorithm, as well as on the verification of the multi-physics results. There are several major changes of the initial second-year research plan: 1) Jacobi-Free Newton Krylov (JFNK) method experiences divergence due to large numerical errors from the derivative calculation, hence the method has been replaced on the more robust Anderson’s acceleration approach; 2) the multi-physics pin-by-pin transient simulation shows about two-three iteration per step are required to solve the non-linear equation withing each time step; therefore, the Principal Component Analysis (PCA) acceleration method for transient acceleration has been decided to be excessive and has not been implemented; 3) calculation of LOCA accident have been postponed to the next year due to extensive analysis of the REA case and verification of the multi-physics code; 4) the global truncation error analysis was implemented for a point neutron kinetics equation only; the implementation of the global error analysis algorithm for the multi-physics code obstacles the lack of adjoint equation solver for linearized multi-physics system; 5) a multiple-step selection method has been developed in order to accelerate the time integration routine. (source : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : Cherezov Alexey
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 과도 상태 해석;압축코드 개발;다물리;다물리 해석; 2. REA;PCA;multiphysics;

□ 연구개요 이 연구는 전사 활성에 의한 유전체불안정성이 증가되는 현상을 기작적으로 이해하는려는 노력임. 최근 Topoisomerase IIβ (TOP2B)의 효소기작이 스트레스에 의해 발현되는 다양한 유전자들의 (이후: 스트레스 유전자) 전사 활성과 더불어 요구되는 것이 알려지게 됨. 따라서 인간의 세포내에서 전사 활성에 동반하는 TOP2B의 활성 및 DNA와의 결합을 조절하는 기작을 밝히기 위해 노력했음. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구를 통하여 우리는 TOP2B ubiquitination을 확인하고 BRCA1-BARD1-TOP2B 상호작용의 기능적 분석을 목표하였음. 세부적으로 1. His-tagged 재조합 단백질을 클로닝하고 세균에서 발현, 정제하기를 계획하였었음. 우리는 BARD1과 TOP2B, 또한 BRCA1 단백질 및 BRCA1 S1524A, S1524D 돌연변이를 정제할 수 있었음. 2. TOP2B C-terminal domain truncated protein 정제할 수 있었음. 3. 가장 중요한 목표로서 우리는 in vitro ubiquitination 실험을 통하여 BRCA1-BARD1 결합체가 TOP2B를 ubiquitination 하는지, 또한 어떤 부분에 ubiquitination이 일어나는지를 밝히기를 목표하였었음. 이 연구 기간을 통하여 우리는 BRCA1-BARD1 결합체가 TOP2B를 ubiquitination하는 것을 보일 수 있었음. 특히 TOP2B 1-566 amino acids에서 ubiquitination이 일어나는 것을 확인할 수 있었음. 하지만 C-terminal domain을 cloning 하는 것을 실패하여 이 부분에도 ubiquitination이 일어나는 지에 대한 검증까지 하지는 못했음. 흥미있게도 BRCA1 S1524A이 WT이나 S1524D보다 월등한 TOP2B ubiquitination을 매개하는 것을 증명할 수 있었음. 4. 우리는 BRCA1 S1524 인산화가 TOP2B의 유전자 부착과 TOP2B ubiquitination에 어떤 영향을 주는 지는 HEK293 세포에서 Immobilized template assay 와 Western blot 등의 방법으로 확인하고자 하였음. 이에 따라 정제된 WT, S1524A, S1524D 돌연변이와 HeLa nuclear extracts, EGR1 유전자 DNA를 가지고 실험함에 의해서 S1524A를 첨가하였을 때 TOP2B의 EGR1 부착이 가장 증가함을 보일 수 있었음. 이 결과는 S1524A 돌연변이가 TOP2B ubiquitination을 활성화시키는 것과 연관시켰을 때 TOP2B ubiquitination이 DNA에 부착을 증가시킨다는 것을 제시할 수 있음. 또한 Caffeine과 ATM 등의 화학적 저해제를 사용하였을 때 BRCA1의 인산화가 저해되는 것을 보였음. 하지만 BRCA1 인산화와 TOP2B DNA 부착사이의 직접적인 결과를 확인하지 못하였고 아직 시도하는 중임. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통하여 다양한 스트레스에 의해 유도되는 유전자들의 전사 활성에 동반하는 TOP2B에 의한 DNA 절단이 복구되는 기작을 이해하는 중요한 요소들을 제공하게 되었음. 우리는 선행 연구에서 BRCA1의 활성화 (인산화)가 대표적인 스트레스 유전자인 EGR1, JUN, FOS, MYC 등의 유전자들에서 일어나며, BARD1-TOP2B 상호작용이 BRCA1 인산화에 의해 조절된다는 것을 발견함, 결국, BRCA1-BARD1이 TOP2B의 EGR1 프로모터 부착을 조절하는 것으로 보였는데, 본 연구를 통하여 BRCA1-BARD1이 TOP2B에 의한 E3 ligase이며 TOP2B DNA 부착에 조절을 한다는 것을 밝힘. 이러한 이해는 전사의 조절, 나아가 유전자 발현의 조절과 전사와 동반된 유전체 불안정성을 이해하는데 중요할 것으로 생각됨. 본 연구실에서 최초로 발견된 전사효소 프로모터 부위 멈춤 풀림에 동반한 TOP2B에 기인한 DNA 절단과 복구 시그널링을 계속적으로 이해하여 이 분야를 선도하는 꼭 필요하고 중요한 연구로 더 발전시켜 나갈 수 있을 것이라 여겨짐. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 번치 희연
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 전사조절;유전자발현;전사와 동반된 유전체불안정성; 2. Transcriptional regulation;Gene regulation;Topoisomerase IIb;Transcription-co upled genomic instability;BRCA1-BARD1;

□ 연구개요 - 본 연구는 말초혈관계 질환에 대한 영상 바이오마커 개발과 정량분석 프로그램을 구축하여 상지 말초혈관질환에 적용하는 것을 목표로 하였음 - 해당 목표를 달성하기 위해 동물연구, 프로그램 개발, 임상적용연구를 계획하였으며 모든 연구를 실시하였음 - 결론적으로 제안했던 영상 바이오마커와 정량분석 프로그램은 성공적으로 개발되었음 □ 연구 목표대비 연구결과 1) 동물연구를 통한 혈류량/혈관반응성 평가의 방법론 연구 - 하지허혈 동물모델을 구축하고 핵의학 영상을 통해 하지허혈 발현 여부를 확인하였음 - 핵의학 영상을 통해 미세혈관 혈류량을 축정 할 수 있다는 것을 확인하였음 2) 냉온열 온도자극 (cyclic thermal stimulation)을 적용한 혈류량/혈관반응성 평가 기반 구축 - 임상에서 청색증을 판별하는 ‘레이노드 스캔’의 방법을 응용하여 혈류량/혈관반응성을 평가하기 위한 검사법 구축하였음 - 온도에 대한 반응성을 확인하기 위해 냉온열을 주기적이고 반복적으로 생여 환자에게 전달할 수 있는 의료기기를 사용하였음 - 또한, 핵의학 영상을 반자동으로 분석하여 정량값을 산출 할 수 있는 프로그램을 개발하였음 3) 냉온열 온도자극 임상적용 연구 - 뇌졸중 환자에 냉온열 온도자극을 적용하여 임상적 유효성을 확인하였음 - 총 69명의 환자를 선정하였으며 평가법이 유효하다는 결과를 확보하였음 - 개발 된 프로그램을 활용하여 데이터를 분석하였으며 기존 방법에 비해 약 6배 빠르게 정량분석이 가능하였음 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 연구에서 제시하고 적용하였던 냉온열 반복자극은 아직까지 일반화 된 기술이 아니기 때문에 임상에서 적용을 하려면 비급여 적용을 해야 함 - 하지만, 비급여로 적용될 경우 환자의 의료비 부담으로 이어질 수 있음 - 따라서 환자의 의료비 부담 감소를 위해 건강보험 심사평가원으로부터 급여코드를 받아야 함 - 급여코드를 받기 위해서는 임상데이터가 필요하기 때문에 본 연구에서 확보한 임상 데이터를 활용하여 급여코드 발급에 활용하려 함 - 또한, 본 연구결과를 바탕으로 신의료기술 평가를 신청해 새로운 기술로 인정받아서 더 많은 분야에 적용할 수 있도록 할 계획임 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정환정
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 영상바이오마커;정량분석;핵의학;말초혈관질환;냉온열 온도자극; 2. Image biomaker;Quantitative analysis;Nuclear medicine;Peripheral vascular disease;Cyclic thermal stimulation;

연구개요 천연텅스텐의 양성자핵반응에서 발생되는 매우 짧은 반감기를 가지는 ¹⁷⁶Re(5.3분) 및 ¹⁸⁰Re(2.4분)로부터 방출되는 감마선의 정확한 에너지와 양을 측정하기 위한 회로를 구성하여 측정된 감마선의 강도로부터 얻어진 데이터로 ^natW(p,nx)¹⁷⁶Re 반응과 ^natW(p,nx)¹⁸⁰Re 반응 대한 양성자 핵반응 단면적을 도출함 연구 목표대비 연구결과 [연구 목표] 1. 매우 짧은 반감기를 가지는 ¹⁷⁶Re(5.3분) 및 ¹⁸⁰Re(2.4분)로부터 방출되는 감마선을 최적화된 회로 구성 및 측정 시간을 통하여 정확한 에너지와 양을 측정 2. 감마선 측정을 통해 얻어진 데이터로 ^natW(p,nx)¹⁷⁶Re 반응과 ^natW(p,nx)¹⁸⁰Re 반응에 대한 양성자 핵반응 단면적을 처음으로 도출 3. 학술발표 및 논문발표를 통해 관련분야에 핵반응 데이터를 제공 [연구 결과] 1. ^natW(p,nx)¹⁷⁶Re 반응과 ^natW(p,nx)¹⁸⁰Re을 통하여 매우 짧은 반감기를 가지는 ¹⁷⁶Re 및 ¹⁸⁰Re핵종으로부터 발생되는 감마선을 성공적으로 측정하여 양성자 핵반응 단면적을 처음으로 도출하였음 2. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 학술대회(3회: 2020년 한국물리학회 추계학술대회, 2021년 한국물리학회 춘계학술대회, 2021년 한국방사선학회 춘계학술대회) 및 논문게재(1회: Journal of Korean Society of Radiology, Vol. 15, No. 2, p. 257, (2021))를 통하여 성공적으로 수행하였음. 뿐만 아니라, 2021년 한국방사선학회 춘계학술대회에서는 우수논문상(은상, 제2021-춘-12호)을 받음 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) [연구개발성과의 활용계획] 본 연구로 얻어진 핵반응 단면적은 아래 3분야의 기초데이터로 사용되어 질 예정이다. 1. 핵융합로 재료 개발의 기초데이터: 융합 후 방사선에 대한 차폐연구, 소재개발 및 수명계산의 기초데이터로 요긴하게 사용되어진다. 2. 핵물리 연구: 여기 상태에서의 핵준위 연구에 있어서도 중요한 정보를 제공하게 된다. 3. 우주물리학 계산: 별 내부에서의 p-process 원소 합성 과정에 있어서 양성자 핵반응을 통해 얻어지는 물질의 수율계산에 사용되어진다. [연구개발성과의 기대효과] 1. 현재까지 발표된 ^natW(p,nx)¹⁷⁶Re 반응과 ^natW(p,nx)¹⁸⁰Re 핵반응 데이터가 없었다. 특히 100 MeV 양성자빔 가속기는 시설의 희소성 때문에 몇몇 선진국에서 시행되고 있을 뿐 자료가 매우 부족한 실정에 있었다. 특히 50 MeV 이상의 양성자 빔에 의한 핵반응 실험 연구는 데이터가 매우 미흡하고 실험 데이터를 기반으로 평가된 평가치 값들도 거의 없었으며 기존에 발표된 결과도 정확하다고 보기는 어렵다. 이에 따라서 본 연구에서 얻어진 성공적인 결과들은 핵반응에 대한 정보를 제공하는 매우 중요한 기초결과라 생각된다. 2. 매우 짧은 반감기를 가진 ¹⁷⁶Re(5.3분) 및 ¹⁸⁰Re(2.4분)의 측정 기술을 통하여 분단위의 짧은 반감기를 가지는 핵종의 측정연구에 많은 도움이 될 것으로 생각되어진다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이삼열
• 주관연구기관 : 동서대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 천연 텅스텐;양성자;핵반응;감마선;HPGe검출기; 2. Natural Tungsten;Proton;Nuclear Reaction;Gamma-Ray;HPGe Detector;

식량안보, 기후변화, 글로벌화 등 종자산업을 둘러싼 국내외 환경변화는 국내 종자산업을 국가 신성장동력 산업으로 육성􌝆발전시킬 수 있는 기회라고 생각하고 있다. 기존의 방사선육종 연구를 좀 더 발전시키기 위해 새로운 육종 플랫폼의 구축 및 적용, 변이유기 효율 증대를 위한 육종기술 개발, 자원 대상으로 한 기초연구 역량 강화를 해당 과제의 주요한 성과목표로 설정하였다. 성과목표 1. 『ICT기반 고효율 육종플랫폼 구축 및 적용연구』 분야에서는 국내 종자기업의 고부가가치 종자개발과 글로벌 기술경쟁력 확보를 위해 ICT기술과 방사선육종 기술 접목을 통한 시너지 효과를 창출코자 했다. 이를 위해 KIST(강릉분원) 기술력 기반 생육정보 자동 선발 분석시스템을 적용한 생장실용과 온실 컨베이어용 육종플랫폼을 구축하고 그 실증연구를 진행 중에 있다. 성과목표 2. 『돌연변이 유기효율 극대화 유종기술 개발』 연구에서는 지금까지의 단순한 방사선조사를 통한 선발과정에서 벗어나 단순 방사선조사 후 특이개체 선발의 다소 수동적인 방사선육종 기술을 여러조합의 병행처리(Sucrose, 광조건 변화, DNA methyltrasferase, 화기 방사선조사 등)를 통하여 능동적으로 변이효율을 높이는 방사선육종기술을 확립코자 하였으며 실제적으로 방사선 단일 조사 대비 변이효율이 증가된 것을 확인할 수 있었다. 성과목표 3. 『방사선육종 유전자원 대상 변이메카니즘 기초연구』 자원대상 유전체 연구에 국한되었던 기초연구 분야를 대사체 영역까지 확대시키고 이들 연구 중에 발생되는 모든 데이터를 포괄하여 변이메카니즘에 대한 기본적인 이해와 해석을 가능케 하는 􍾢omics 분석 파이프라인의 구축을 통해 향후 개발 자원에 대한 해석방향 제시하고자 했다. (출처 : 서지정보양식 111p)

• 연구책임자 : 김진백
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. ICT기묙 육종플랫폼;표현체학;돌연변이 유기;변이효율 증대;기초연구;유전체;대사체; 2. ICT-based breeding platform;Phenomics;Mutation induction;Increase mutation efficiency;Basic research;Genomics;Metabolomics;

￭ 2010년 후쿠시마 원자력발전소 사고를 계기로, 환경에 누출된 방사성물질의 제염을 위한 기술개발이 전세계적으로 진행되고 있음 ￭ 기존의 물리화학적제염 기술은, 제염된 토양이 환경으로 복귀되기 어렵다는 문제점과 함께 광범위한 지역에 적용이 어렵다고 알려져 있어서, 보다 친환경적이고 광역오염을 해결하기 위한 새로운 재안 기술 개발이 요구됨 ￭ 이러한 대안 기술로 제시되고 있는 것이 생물학적제염 기술인데, 현제 제시된 생물학적제염기술은 제염효율이 매우 낮아 실제 오염지역 현장에 적용하는데에는 커다란 문제점이 존재하고 있음 ￭ 본 연구에서는, 국내 자생식물인 색동호박을 이용하여 방사성물질 중 인체에 치명적인 위협을 초래하는 세슘의 제염효율을 평가하였음 ￭ 그 결과, 1 개체 식물당 4,000억 Bq 이상(최대 55조 Bq/kg plant)의 고효율로 세슘 제거가 가능함을 밝혔음 ￭ 이러한 색동호박을 이용하여 다양한 조건에서 세슘 제염에 대한 실험을 토대로, 실제 현장에서 생물학적 제염기술을 적용하기 위한 시뮬레이션을 완성하였음 ￭ 이상의 결과는 기존의 한계로 여겨져 왔던 생물학적제염기술을 실제 오염현장에 적극적으로 활용할 수 있다는 가능성을 제시해주고 있음 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 정일래
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 제염;식물제염;방사성핵종;세슘;색동호박; 2. remediation;phytoremediation;radionulcides;cesium;Cucurbita pepo;

□ 연구의 목적 및 내용 • 정지궤도복합위성 개발 목적 - 천리안위성 1호(선행위성) 기상 및 해양 임무 승계 - 천리안위성 1호 대비 향상된 기상, 해양 및 환경관측서비스 제공 • 정지궤도복합위성 개발 내용 - 탑재체 : GK2A(기상탑재체, 우주기상탑재체), GK2B(해양탑재체, 환경탑재체) - 임무 수명 : 10년 - 무게 : GK2A(건조질량 1,461kg, 발사질량 3,507kg) GK2B(건조질량 1,333kg, 발사질량 3,379kg) - 소모전력 : GK2A(운용궤도 2,198W(;EOL), 발사 및 전이궤도 1,578W) GK2B(운용궤도 1,605W(;EOL), 발사 및 전이궤도 1,279W) □ 연구개발성과 • 시스템 개발 - 시스템 엔지니어링 관리 수행 (시스템 요구사항 분석 및 규격서 작성, 버짓 관리 및 분석) - 자체 개발한 INR S/W 알고리즘 활용한 성능분석 - 정지궤도 우주환경 해석 수행(EMI/EMC 해석, Radiation 해석) - 제품보증 및 품질인증 수행 • 위성본체 및 부분체 개발 - 국산화 전장품 비행모델 제작 - 정지궤도위성용 비행소프트웨어 개발 • 위성조립 및 시험 - 비행모델 총조립과 환경 및 기능 시험 수행 - 기계 및 전기 지상지원장비 개발 - 대형전자파 시험 및 고압누기 시험 시설 등 정지궤도위성 시험 시설 구축 • 발사 준비 및 발사 - 발사장 운송 지원(운송용 컨테이너 자체 개발) - 발사장에서의 위성 기능 및 성능 시험 수행 • 지상국 개발 - 지상국 자료처리 및 송수신시스템 개발 • 궤도상 시험 - 성공적인 위성 초기 운영 수행 (전이궤도운영 국내 최초 수행) □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) • 기술적 측면 - 정지궤도위성 고유모델을 확보하여 통신, 항법 등 차후 정지궤도위성 공공 수요 대응 - 정밀전자⋅기계제품의 고신뢰도 확보기술 등 타 분야로의 기술 전파 • 경제/산업적 측면 - 정지궤도위성 고유 플랫폼을 확보하여 세계의 중형급 정지궤도 틈새시장 진출 모색 - 기상예보 정확도 향상으로 인한 사회적 비용 감소 - 기후변화⋅해양⋅환경문제 등 대응능력 향상으로 사회적 편익 제고 - 해외 직수입 관례를 탈피하고 위성 국내 독자개발 방식으로의 전환을 통하여 외화 절감 및 수입대체 효과 기대 (출처 : 요약문 4p);

• 연구책임자 : 최재동
• 주관연구기관 : 한국항공우주연구원
• 발행년도 : 20210400
• Keyword : 1. 정지궤도 복합위성;위성시스템;위성본체;기상 및 우주기상관측;해양 및 환경관측; 2. GEO-KOMPSAT;Satellite System;Satellite Bus;Meteorological & Space Environment Monitoring;Ocean Color & Geostationary Environment Monitoring;

□ 연구개요 열대식물(Calotropis procera R. Br.) 유래 시스테인 단백분해효소(cysteine protease) 저해제(inhibitor)인 SnuCalCpI의 단백질 3차구조를 핵자기공명(nuclear magnetic resonance, NMR) 분석을 통해 도출하고, 도출된 구조 정보를 바탕으로 표적 시스테인 단백분해효소인 카뎁신 L (cathepsin L)에 대한 결합 및 저해 특성을 molecular docking simulation을 통해 평가함으로써 SnuCalCpI의 시스테인 단백분해효소 저해 메커니즘을 규명하고자 함. 최종 목표를 달성하기 위한 단계별 세부목표는 다음과 같음. ⦁ 핵자기공명 분석을 이용한 SnuCalCpI의 단백질 3차구조 규명 ⦁ SnuCalCpI의 카뎁신 L 저해 메커니즘 규명 □ 연구 목표대비 연구결과 ⦁ pET32a vector 내 overlap 클로닝 및 담배식각바이러스 단백분해효소 분절부위(ENLYFQG)를 도입하여 제조된 SnuCalCpI 삽입 pET32a vector를 대장균(E. coli BL21(DE3))에 성공적으로 형질전환 후 ¹⁵NH₄가 보충된 배지에서 발현된 ¹⁵N 표지 SnuCalCpI03 및 SnuCalCpI15 단백질을 성공적으로 분리·정제함. ⦁ SnuCalCpI는 시스테인 단백분해효소 파파인 superfamily 내 카뎁신 L 유사 단백질의 I29 도메인으로써 알파-나선 구조로 예측되는 진화적으로 보존된 유전자 서열을 가지고 있으며, 원편광 이색성 분석을 통해 전형적인 알파-나선 구조의 형태임을 확인함. ⦁ ¹⁵N-labeled SnuCalCpI 단백질의 이핵 단일 양자 일관성 분광 핵자기공명 분석을 다양한 분석 조건에서 진행하였으나 backbone assignment를 위한 전체 residue peak 관찰은 어려웠음. 따라서 SnuCalCpI 유전자 서열을 바탕으로 trRosetta 딥러닝 기반의 molecular modeling을 통해 SnuCalCpI의 단백질 3차구조를 성공적으로 규명함. ⦁ SnuCalCp03 및 SnuCalCp15으로부터 I29 도메인인 SnuCalCpI 구조만 선택적으로 추출하여 카뎁신 L (3F75) 구조 내 C1A 도메인과의 molecular docking simulation을 PIPER 알고리즘이 탑재된 ClusPro를 기반으로 진행하였고, SnuCalCpI의 ERFNIN 및 GNFD 모티프로 이루어진 알파-나선 구조가 카뎁신 L의 활성 부위에 경쟁적으로 결합함으로써 효과적으로 저해할 수 있음을 밝혀내었음. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구개발과제는 열대식물로부터 발굴된 카뎁신 L 저해 기반의 신규 천연 항암 소재인 SnuCalCpI의 작용 메커니즘을 분자적 수준에서 구조학적으로 규명함으로써, 기존 화학약품 소재의 내성, 체내 잔류, 부작용 등의 한계를 극복하면서 항종양능을 보유한 천연암 전이 억제제의 활용가능성을 높여줄 수 있는 과학적 근거를 마련함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장판식
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 시스테인 단백분해효소 저해제;저해기작;구조분석;핵자기공명 분광 분석법;분자결합 모의실험; 2. Cysteine protease inhibitor;Inhibition mechanism;Structural analysis;NMR spectroscopy;Molecular docking simulation;