방사선의생명 연구의 체계적인 연구 환경과 실용화 시스템 확립을 위한 방사선반응제어기술은 방사선의학의 취약한 부분인 방사선생물자원 구축 및 방사선반응데이터 확보에 주력하고, 경쟁력있는 방사선치료저항성 신규 바이오마커 대량 발굴과 검증 연구를 강화하며, 이 기반을 통해 실용화 가능한 치료신약개발을 활성화하였음. 치료신약개발을 위하여 형광표지 단백질 기반 고속대량탐색 시스템(HTS), 3차원 배양 종양오가노이드모델 기반 HTS, 분비단백질 SEAP기반 등의 약물분석 시스템 확립을 통해 신규 타겟 표적의 first-in-class 물질 5종 이상 발굴, 검증 완료함. 또한 방사선민감물질을 개발하여 1건의 기술이전 완료함. 방사선에 의한 정상세포 손상을 억제할 수 있는 표적 발굴로는 혈관손상인자 타겟의 보호제 후보물질 2종과 피부세포 보호효과가 있는 물질 1종, 정상 폐 섬유세포 보호 후보물질 2종을 발굴하여 효능 평가 및 약물 최적화 과정을 거치며 신약 개발을 추진 중임. 방사선의생명 인프라 구축을 위하여 뇌암, 폐암, 유방암 세포주 및 환자 암세포를 대상으로 방사선 저항성 세포주를 제작하였고 검증된 세포주의 방사선저항성 바이오데이타를 확보하였음. 또한, 방사선저항성 종양줄기세포를 이용한 인체종양이식 마우스 동물모델(뇌암 orthotropic 모델)을 확립하여, 방사선저항성 종양 및 혈관 추적 모델을 구축하였고 이 동물모델을 이용한 방사선반응 측정 및 치료 약물 검색시스템 개발을 진행하였음. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김광석
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 방사선치료;바이오마커;분자진단;방사선 신약;방사선민감;방사선보호; 2. radiotherapy;biomarker;molecular diagnosis;radiation medicine;radiosensitivity;radioprotectant;

KURT 기반의 처분환경 진화를 고려한 사용후핵연료 처분시스템 성능 검증을 위해 KURT를 활용한 처분시스템 구성요소의 공학규모 성능 검증기술을 개발하고, 처분환경 진화를 고려한 처분시스템 종합성능 평가체계를 개발하는 것을 주요 목표로 하여 4개 기술분야 별로 세부과제를 구성하여 연구를 수행하였고 연구결과는 다음과 같음. ○ 처분시스템 성능평가체계 개발 분야 - 국내 발생 모든 사용후핵연료 대상 처분효율을 향상 시킨 처분개념(KRS+)을 개발하였으며, 국내 원안위 고시에 근거한 처분장 운영중 회수방안 설정 - 처분시스템 내 복합현상들을 단위모듈화하여 연계한 프로세스 기반 종합성능평가체계(APro 알파버전) 개발 - 모델 불확도 정량화 방법론과 처분용기당 붕괴열 조합 방법론 개발 ○ 공학적방벽 복합거동 검증기술 개발 분야 - KURT 기반 공학적방벽 복합거동특성 현장시험(In-DEBS)의 THM 특성 DB 구축 - 공학적방벽 성능 규명 및 모델 해석을 위한 완충재 열-수리 복합물성 평가 기술 개발 및 공학적방벽 THM 복합거동 진화모델 개발 및 국제공동연구 검증 - 다중 처분공 간섭현상 현장시험(In-DEBS-M) 개념설계(안) 제시 ○ 처분 지질환경 진화모델 개발 분야 - 심층처분장 건설 및 운영단계에서의 근계영역 천연방벽 특성 변화를 평가하고 모델화하기 위해, 처분터널 및 처분공 주변에서 발생하는 응력, 단열특성 및 수리특성 변화를 현장시험과 모델링을 통해 평가 - 처분용기재료에 대해 무산소 조건의 장기부식시험을 착수하고, 1차 모듈 해체 결과를 토대로 한 구리부식모델 개발 ○ 다중방벽 핵종 지화학거동 평가 - 지화학 인자의 영향을 고려한 사용후핵연료의 방사성핵종 조화 유출 모델 개발 - 처분환경의 변화에 따른 용기부식생성물 및 완충재의 특성 변화와 그에 따른 핵종 수착특성 자료 구축 - KURT 기반 근계영역의 산화환원환경 변화에 따른 용질의 이동/지연 현상 평가 (출처 : 서지정보양식 360p)

• 연구책임자 : 조동건
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 공학적방벽;사용후핵연료;성능검증;심층처분시스템;종합성능평가체계;지하처분연구시설;지화학 거동;처분 안전성;처분환경 진화;천연방벽; 2. Engineered barrier;Natural barrier;Spent nuclear fuel;Deep geological disposal sysetm;Evolution of disposal environments;Total system performance assessment framework;Performance verification;KAERI Underground Research Tunnel(KURT);Geochemical behavior;Disposal safety;

□ 연구개발 목표 및 내용 ￭ 최종 목표 국내 연구진에 의해 처음으로 방사선 내성이 확인된 Spirosoma 속(genus) 세균과 방사성 내성으로 가장 유명한 Deinococcus 속 세균의 방사선 내성 기작을 비교한다. ￭ 전체 내용 Spirosoma montaniterre DY10^T 균주에 방사선을 조사한 뒤 전사체를 분석하고 전사체를 분석한다. 지금까지 연구된 대표적인 방사선 내성 세균인 Deinococcus 속 세균의 방사선 내성 전사체와 본 연구의 전사체를 비교하여 계통이 완전히 다른 두 속(genus) 세균의 방사선 내성 기작이 동일한 지 규명한다. Spirosoma montaniterre DY10^T 균주의 내성유전자 리스트를 작성하고 발현을 검증한다. ￭ 1단계(해당 시 작성) • 목표 : 감마선에 노출된 Spirosoma 속(genus) 세균의 전사체 동력학적 연구 • 내용 : Deinococcus 속(genus) 세균과 대등한 방사선 내성을 가지는 Spirosoma 속(genus) 세균이 감마선(γ-ray)에 노출된 후 회복되는 과정에서, 시간대별로 발현되는 전사체를 분석하고, Deinococcus 속세균의 발현 양상과 비교하여, 동일한 감마선 내성 기작을 가지는 지 규명한다. ￭ 2단계(해당 시 작성) • 목표 : 자외선(UV)에 노출된 Spirosoma 속(genus) 세균의 전사체 동력학적 연구 • 내용 : Deinococcus 속(genus) 세균보다 더 높은 자외선(UV) 내성을 가지는 Spirosoma 속(genus) 세균이 자외선(UV)에 노출된 후 회복되는 과정에서, 시간대별로 발현되는 전사체를 분석하고, Deinococcus 속 세균의 발현 양상과 비교하여, 자외선 내성 기작을 규명한다. ￭ 3단계(해당 시 작성) • 목표 : Spirosoma 속(genus) 세균의 내성유전자 발현 검증 • 내용 : Spirosoma 속(genus) 세균이 가지고 있는 방사선 내성 유전자들을 선정하고 Real-Time PCR로 정량하여 실제로 세포 내에서 시간대별로 다르게 발현되는 지 확인하고, Deinococcus 속 세균의 발현 양상과 비교하여 방사선 내성 기작을 검증한다. □ 연구개발성과 감마선과 자외선 조사 후 변화하는 유전자 발현 양상을 확인하였고, 가장 큰 변화를 나타내는 유전자 목록을 확보하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 UvrABC pathway, RecA pathway, MutS mediated pathway 등 다양한 DNA recovery 관련 유전자의 발현을 확인하였고, 이러한 유전자들은 다른 organism의 유전자들보다 활성이 더 클 수 있기 때문에 향후, 암환자 방호제, 자외선 차단 화장품, 노화억제물질 개발 등 다양한 용도로 활용될 수 있다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김명겸
• 주관연구기관 : 서울여자대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 전사체 분석;방사선 내성 세균;방사성 내성 기작; 2. Transcriptome analysis;Radiation resistant bacteria;Radiation resistant mechanism;

- 본 연구과제의 주요 취지는 우리나라 원자력 기술의 국제협력 활성화를 통하여 기술을 홍보하고 전문가의 네트워크를 강화함으로서 향후 기술수출, 전문가의 해외 진출 등에 간접 기여 하고자 함에 있음. - 본 연구과제를 통하여 2018년 5건, 2019년 4건, 2020년 1건 등 총 10건의 국제회의개최를 지원하였으며 일부 회의는 직접 참여 하여 회의 추진 내용을 모니터링 함. - 주요성과로는 RCA 회원국을 대상으로 한 국내 핵의학 기술 홍보, IAEA 회원국을 대상으로 한 국내 SMR 기술 홍보, IAEA Quanum 워크숍 유치를 통한 핵의학 진료 기술 홍보 등이 있음 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 정홍화
• 주관연구기관 : 한국원자력협력재단
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 국제협력;국제회의;국제원자력기구;네트워크;해외진출; 2. International Cooperation;International Conference;IAEA;Network;Overseas Expansion;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 주상규
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 불균질 밀도 보정;환자 맞춤형 선량 측정 팬톰;방사선량 예측;방사선량 검증;세기변조 방사선 치료; 2. Heterogeneity correction;Patient-specific dosimetric phantom;radiation dose prediction;dosimetric quality assurance;intensity modulated radiation therapy;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 최양서
• 주관연구기관 : 한국전자통신연구원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 원전 계측제어시스템;보안취약점 점검;규제지침 점검;바이너리 분석;퍼징; 2. Nuclear Power Plant I&C System;Security Vulnerability Assessment;Regulation Assessment;Binary Analysis;Fuzzing;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 윤대옥
• 주관연구기관 : 충북대학교
• 발행년도 : 20210100
• Keyword :

□ 연구개발 목표 및 내용 ￭ 최종 목표 새로운 종양 바이오마커의 개발과 이를 타겟하는 약물들의 개발이 성공적으로 이루어지고 있지만 종양 완치율은 아직도 낮은 수준이며 이는 종양 치료 후 생기는 내성과 관련이 깊고 종양미세환경에 대한 보다 깊은 이해가 필요함. 본 과제는 최종 목표로 종양 치료 내성 관련 인자인 종양 산성화 조절 기전을 분자 수준에서 이해하고 이를 통해 방사선 암치료 효과를 크게 개선하고자 함. 이를 달성하기 위한 세부 목표로써 1) 종양 산성화와 방사선 치료 반응과의 관계 확립, 2) 종양 산성화에 기여하는 인자 탐색 및 기전 연구, 3) 종양 산성화 조절 인자들의 타 겟 치료와 방사선 치료 증진 효과 연구, 4) 종양 산성화 조절 인자들의 환자 치료 예후 연관성 분석을 목표로 함 ￭ 전체 내용 본 연구는 3년으로 구성되어 있고 연차별로 다음과 같은 연구 개발 내용으로 구성되어 있음. 1년차: 종양 산성화 조절에 따른 방사선 치료 반응 확인 및 기전 연구 - 종양 내/외 pH 변화에 의한 종양 성장과 사멸에 미치는 영향 확인 - 종양 산성화가 방사선 치료 반응에 미치는 영향 및 신호 전달 연구 - 방사선 치료 조건에서 저항성을 갖는 세포주 확보 2년차: 종양 산성화에 기여하는 인자 탐색 및 방사선 치료와 병행 요법 연구 - 방사선 치료 저항 관련 유전자 분석 및 산성화 기여 인자 탐색 - 종양 산성화 조절 인자 타겟 약물에 의한 방사선 치료 영향 확인 - 종양 산성화 조절 인자들의 방사선 치료 증진 기전 확인 3년차: 종양 산성화 조절 관련 동물 모델 및 임상 연구 모델 확립 - 종양 산성화 조절 연구를 위한 동물 모델 확립 - 종양 산성화 조절에 따른 방사선 치료 효과 동물모델에서 확인 - 환자 조직에서 종양 산성화 조절 인자들의 발현 및 예후 분석 □ 연구개발성과 본 연구를 통해 다음과 같은 결과물을 확인하였음. - 종양 pH/대사 조절 관련 hypoxia 조건에서 pH 조절자 발현 변화 및 타겟 영향 확인 - ER stress/autophagy 관련 신호 변화 확인ATM 저해제와 NHE1 저해제 병용 효과 확인 - 방사선 저항성 종양 세포주 확보 - 대사 조절 인자 탐색을 통해 PDK1이 방사선 감수성 증진 관련으로 확인 - GLUT1과 NHE1 발현간의 상호 관련성 확인 - 방사선 저항성 세포주 간암/유방암 확보. NGS 완료 후 데이터 분석 완료 - 방사선 저항성 세포주에 pH 조절자인 NHE1 억제에 의해 세포 사멸이 증가됨을 확인 - 방사선 저항성 획득 세포주에서 대사 조절자와 pH 조절자들의 발현 변화 확인 - 종양대사와 pH 조절자를 동시타겟할 경우 방사선 병용 증진 효과 확인 - 방사선 저항성 획득 세포주에서 X선 대비 양성자 효과 확인 - GLUT1 타겟에 의한 양성자 치료 증진 효과 확인 - MDA-MB-231 암세포주의 마우스 xenograft 모델 수립 및 적정 방사선 치료 선량 확인 - MDA-MB-231 암세포주의 마우스 xenograft 모델에서 방사선 치료에 따른 NHE1과 NF-kB 활성화 확인 - MDA-MB-231 암세포주 마우스 xenograft 모델에서 방사선 치료와 NHE1 억제제 병용 치료 효과 확인 - 난소암과 뇌암환자 조직에서 NHE1의 발현이 높은 환자의 경우 낮은 환자 대비 예후가 좋지 않음을 확인 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 현대 암치료는 유전체 분석 정보에 바탕한 정밀의학 기반의 환자 맞춤형 치료로 나아가고 있음. 정밀 의학시대에 다양한 유전자 정보와 생물학적 특성이 방사선 치료 분야에도 적용될 필요가 있고 환자 치료 예후에 크게 영향을 줄 것으로 기대됨. 본 연구는 종양미세환경에서 중요하지만 아직 연구가 미 흡한 종양 산성화 과정에 대한 심도깊은 연구를 통해 방사선 치료 반응과 관련된 바이오마커 개발을 목표로 하고 이를 통해 환자 맞춤형 방사선 치료가 가능하게하는 기반 기술을 확보하고자 함. 1. 과학기술적 측면 - 방사선 암치료 내성 관련 지식의 진보 - 종양 산성화 억제 약물 작용 기반 기술 확보 - 방사선 치료 예측 바이오마커 개발 - 바이오마커 기반 새로운 치료 프로토콜 개발 2. 산업경제적 측면 - 종양 산성화 억제 관련 신약 개발 가능 - 방사선 치료 예측 동반 진단 패널 개발 가능 - 방사선 치료 예측에 따른 보험 부담 감소 - 방사선 치료 효과 증진으로 환자 경제적 이득 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최창훈
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 방사선 치료;정밀 의학;종양 산성화;종양 대사;방사선 내성; 2. Radiation therapy;Precision medicine;Tumor acidosis;Tumor metabolism;Radiation resistance;

연구개요 한국에 분포하는 식물을 대상으로 공소적 종분화를 설명할 수 있는 연구 재료와 방법를 찾는 것은 그리 용이하지 않다. 본 연구에서 제안하고자 한 것은 “지리산 왕등재 습지에 자생하는 숫잔대의 2 변이형”을 대상으로 하여 3-유전체(핵, 엽록체와 미토콘드리아)의 유효변이(유전자 및 microsatellite 등)마커를 개발하여 본 군집에서 숫잔대의 공소성 종분화 여부를 판정하는데 있었음. 연구 범위로는 숫잔대/분홍숫잔대(가칭)의 혼성 군집을 대상으로 하여 3-유전체의 분석을 통해 각각의 유전자와 마이크로세틀라이트 마커를 개발하여 유전다양성을 분석하여, 종 분화 여부를 판정하고자 하였음. 본 연구는 2년 계획으로 되었으며, 1차년도에는 숫잔대와 분홍숫잔대(가칭)의 DNA와 RNA를 비교 분석하여, 3-유전체 유효변이를 확보하여, 2차년도에 개발된 마커를 이용하여 유전다양성을 분석함. 연구 목표대비 연구결과 “지리산 왕등재 습지에 자생하는 분홍숫잔대와 숫잔대”를 대상으로 한 핵마커 13개를 개발하여 각각 12 개체의 총 24개체에 대한 분석을 한 결과, 분홍숫잔대와 숫잔대는 대립형질(allele)에 의한 화색변이가 아닌 종 분화를 일으키고 있는 것으로 판단됨. ① NGS data 생산: HiSeq(DNA: Lobelia 12개체와 습지식물 2개체, RNA: Lobelia 5개체), Nanopore(장백도라지). ②숫잔대의 유전체 크기: Flow-Cytometry 분석을 통하여 각각 1.6 G로 추정되었고, K-mer 분석을 통하여 각각 2.01Gb와 2.15Gb로 나타남. ③ 유전다양성 마커 개발: 핵 SSR 마커(740개의 SSR site 발견하여, 33개의 마커 세트를 만들어서, 유용한 13개의 머커세트를 선발하였음.), 엽록체 유전체 변이(분홍숫잔대와 숫잔대 엽록체 유전체의 염기서열이 동일하였음), 핵과 미토콘드리아 유전자(accD 유전자가 3개의 copy 연구 대상에서 제거, XDH의 exon 4s에 추가 인트론이 존재해서 대상에서 보류, 미토콘드리아 atp1, cob와 cox1 유전자는 슷잔대류에서 conserved 되어 연구대상에서 뺌), 이러한 사유에서 핵 SSR 마커를 이용한 유전다양성 분석(채집이 허가된 분홍숫잔대 12 개체와 일반 숫잔대 12 개체를 포함하는 총 24개체: 대립형질(allele)에 의한 화색변이가 아닌 왕등재 습지에서 종 분화하는 것으로 판단됨). 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1) 학문적 의미: ① 분홍숫잔대와 숫잔대는 대립형질(allele)에 의한 화색변이가 아닌 왕등재 습지에서 종 분화를 일으키고 있는 것으로 판단되어 한반도 신분류군으로 등록하기 위한 형태조사가 이루어져야 할 것임. ② 한국, 중국, 러시아을 포함하는 숫잔대의 종내 엽록체 유전체 다양성 연구를 위한 기반 자료가 확보되었음.③ 초롱꽃과의 3-유전체 계통 방법으로 엽록체 유전자 외의 핵 유전자인 XDH, 미토콘드리아 유전자인 atp1, cob, cox1을 추가로 사용할 수 있게 되었음 2) 응용분야 기대효과: 초롱꽃과에는 CODEX(국제식품분류기준)에 한국이 제안해서 등재 완료된 도라지, 더덕, 잔대 등이 있음. ① 3-유전체(핵, 엽록체와 미토콘드리아)의 유효변이 마커로 (원산지 추적 마커개발)에 유용정보로 핵 유전자인 XDH, 미토콘드리아 유전자인 atp1, cob와 cox1가 확보되었고, ② intra-specific 변이를 해결할 수 있는 유전자 정보로 nr-accD와 XDH의 사용 가능성이 열려 이분야의 분류마커의 발전이 이루어 질 수 있으며, ③ 더덕/도라지는 자가불화성이 강한 타식성 숙근류로서, 벼에서 사용하는 GWAS를 통한 MAS(Molecular Assisted Selection)의 적용이 용이 하지 않아, 모계유전을 하는 엽록체 유전자 정보와 더불어 양성 유전을 하는 nr-accD과 XDH 유전자 정보가 더덕/도라지 육종에 유용한 정보로서 자리를 잡을 수 있을 것임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이정호
• 주관연구기관 : 녹색식물연구소
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 초롱꽃과;숫잔대;종분화;마이크로세틀라이트;분홍숫잔대; 2. Campanulaceae;Lobelia sessilifolia;speciation;microsatellite;Pink Lobelia;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 박진주
• 주관연구기관 : 광주과학기술원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 고온 안정 외가닥 DNA 결합 단백질;단백질 공학;핵자기공명분광학;단백질-DNA 상호작용;단백질 구조 계산; 2. Thermostable single-stranded DNA binding protein;protein engineering;nuclear magnetic resonance spectroscopy;protein-DNA interaction;Protein structure calculation;