본 연구는 유인 우주기지건설 핵심기술 협력개발을 목표로 3개년 동안 수행되는 연구 중 1차년도에 해당. 1차년도에 건축본은 기지 컨셉 및 로드맵 구축용 기술분류체계(안)을 도출, 매리본에서는 시작품 제작을 통해 현지자원활용형 탑재형 소결장치, 재료공급장치와 로봇팔 시공시스템 및 시공법을 개발하고 이를 활용하여 소결체를 생성, 건축에너지소에서는 거주환경 구현을 위한 다층쉘 시스템 구조안을 설계하고 시뮬레이션과 실험적 검증을 완료하였고, 설비 시스템 설계안 도출을 위해 극한온도편차 활툥 에너지 하베스팅 시스템과 설비시스템 설계안을 도출하였다. (출처 : 서지자료 394p)

• 연구책임자 : 정준수
• 주관연구기관 : 한국건설기술연구원
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 유인;우주기지건설;핵심기술;협력개발;로드맵;조감도;방호막 시공;다층쉘;에너지 하베스팅 시스템;설비시스템;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 암성 악액질 (Cancer Cachexia)을 주요 질환모델로 타겟하여 동정된 SIRT7 관련 PTM의 역할 규명 ◼ 전체 내용 암 환자의 전반적인 삶의 질 개선에 나은 도움을 줄 수 있는 연구를 위하여 질환모델로 암성 악액질로 타케팅하여,암 발생 초기 단계의 지방의 갈색화에서 SIRT7의 역할 및 PTM 관련 생체표지자를 식별하면 악액질 개선 및 예방적인 치료에 도움을 줄 수 있는 연구결과를 도출할 수 있을 것으로 예상함. ◼ 1단계 ❏ 목표 대표 PTM 표적 단백질 선정 및 PTM 맵핑 ❏ 내용 SIRT7은 핵에 존재하는 단백질이므로 대표 PTM 표적 단백질의 선정은 (1) Transcription factor 및 transcriptional cofactor를 1순위 후보로, (2) 그 외의 nuclear protein을 2순위로 하여 선정할 예정으로 1 및 2 순위에 해당되는 단백질이 너무 많은 경우에는 SIRT7 IP-MS analysis에서 확인된 단백질을 우선순위에 두고 결정함. ◼ 2단계 ❏ 목표 대표 PTM 표적 단백질의 지방세포에서의 역할 기전 규명 ❏ 내용 발굴된 표적 단백질에 대한 PTM site 맵핑을 통해서, PTM insensitive 또는 resistance mutant를 만드는 방식으로 수행, gain-/loss-of-SIRT7 상황에서 발굴된 PTM mutant (PTM-mimic or resistant mutant)를 과 발현하는 방식을 적용하여 PTM의 SIRT7 의존성을 증명함. 또한 해당 mutant를 발현하는 viral vector를 제작하여, 암성악액질 유발모델 제작 후 갈색지방조직에 발현하게 하여 PTM의 생물학적 역할을 규명할 예정임. 아울러 기전 규명을 통한 신규 PTM 바이오마커의 기능적 역할을 현재 지속적으로 사용중인 치료약물과 비교 적용하여 확인하여 봄으로써 더욱 확실한 연구결과를 도출할 계획임. □ 연구개발성과 ∎ 다양한 암세포 주를 이용한 암성 악액질 마우스 모델 수립 및 검증 완료 ∎ 수립된 암성 악액질 모델에서 SIRT7의 활성 정도 및 암 활성변화를 확인함. ∎ 갈색지방 특이적 SIRT7 KO모델에서 SIRT7 의존적 PTM 발굴 후 검증 진행 중임. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ∎ 본 연구는 SIRT7에 의해 조절되는 새로운 PTM의 타겟으로 갈색지방세포의 분화를 조절하는 갈색지방세포에 특이적인 분화조절인자 등을 규명하여 갈색지방의 활성에 관한 좀 더 다각적인 관점에서의 연구를 제공할 것임. ∎ 이상과 같은 연구는 후성적 조절(epigenetic regulation)에 의한 갈색지방세포 분화 및 기능 촉진 기전을 밝힐 수 있어, 학문적 가치가 매우 우수할 뿐만 아니라, 암성 악액질과 같이 갈색지방의 활성이 문제가 되는 질환에 있어, 갈색지방세포에 특이적 기능 조절방법을 개발하는데 응용될 수 있음. ∎ 현재 치료제가 없는 악액질 치료에 매우 효과적인 치료방법을 제시할 수 있을 것임. ∎ 본 연구자는 이 연구를 토대로 새로운 암성악액질 기전의 임상 프로토콜 연구의 기틀 마련에 활용할 기반을 만들어 현재 제대로 된 치료제가 없는 현실의 한계를 극복할 수 있는 새로운 소재 탐구 및 다가오는 맞춤 의학 시대에 적합한 새로운 모델을 제시하는 방향성을 가지고 있음. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김윤아
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 암성악액질;갈색지방;전사후변형;시르투인7; 2. Cancer cachexia;Brown fat;PTM;SIRT7;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이홍연
• 주관연구기관 : 알엠택
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 삼중수소;감마핵종;방사능;원자력시설;안전관리; 2. Tritium;Gamma Nuclide;Radioactivity;Nuclear Facility;Safety Management;

□ 연구 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 - 최종 목표 간암 동물모델을 활용하여 8-oxo-dG(8-hydroxy-2’-deoxoguanine) 산화 손상과 핵막단백질 Lamin의 상호작용을 유전체 수준에서 밝히고 이를 ‘Lamin의 유전체 안정성 유지를 위한 산화 손상 복구 기작’으로 이해함으로써, 간암 진단 및 치료에 새로운 접근방안을 제시하고자 함. - 세부 목표 1. 간암에서의 발달 단계별 8-oxo-dG 유전체와 Lamin 핵막 단백질과의 상호결합 및 인터렉톰 분석 2. Lamin을 통한 8-oxo-dG 복구 기전 규명 3. 간암 환자 유전체분석을 통한 Lamin 매개 발암성 8-oxo-dG 돌연변이 규명 이러한 목표를 위하여, 1) 산화스트레스 유도 약물(DEN)을 투여하여 제작한 간암 동물 모델을 활용하여 NGS 분석을 수행함으로써, 2) 간암 유전체내 8-oxo-dG 분포를 관찰하고, 3) 유전체-핵막단백질의 상호작용을 통한 DNA 복구 메커니즘을 규명하여 간암의 진단과 치료에 응용 가능한 이론을 제시하고자 함. ◼ 전체 내용 - 연구배경: 발암 과정에서 산화스트레스로 인한 DNA 산화 손상 (8-oxo-dG)이 C가 아닌 A와 염기배열하여 체세포 돌연변이를 형성하면서 암 발달의 원인으로 지목되었으나, 유전체 수준에서의 정확한 위치와 복구과정, 핵막 내부의 공간적인 분포에 대해서는 전혀 알려지지 않음. 따라서, 본 과제책임자의 DNA 손상 및 복구 연구에 대한 전문성과 소속 연구진이 개발한 8-oxo-dG 시퀀싱 기술을 기반으로, 간암 생성 시발생하는 8-oxo-dG 유전체 서열과 산화스트레스에 의해 핵 안을 구획화하는 Lamin과의 연관성을 유전체 수준에서 분석하고, 이를 통해 Lamin의 DNA 손상 복구 기능에 대한 분자생물학적 기작을 규명하여, 산화스트레스로 인한 간암 발달 기전을 규명하고자 함. - 연구내용: 1. 간암유전체분석을 통해 Lamin 매개 8-oxo-dG 복구 기전을 규명하고, 산화스트레스로 인한 Lamin 결함이 8-oxo-dG 형성에 미치는 영향을 확인하여 간암의 발달 기전을 규명 - NGS 분석을 통해 간암의 발달단계에 따른 8-oxo-dG과 lamin의 분포를 분석함으로써 8-oxo-dG 복구과정에서 Lamin의 기능과 역할에 대한 가설 확립 - Lamin 결함이 8-oxo-dG 증가 및 8-oxo-dG와의 상호작용에 미치는 영향 관찰 - 간암세포를 활용하여 산화스트레스로 인한 Lamin 연관 간암 발달 기전 규명 2. 생체 모델을 활용하여 Lamin의 유전체 안정성 유지 기전을 검증하고, 간암 환자조직의 유전체를 분석하여, 1단계 연구를 통해 규명한 Lamin 관련 간암 발달 기전의 유효성을 평가 - Xenograft mouse 모델을 활용하여 Lamin에 의한 8-oxo-dG 복구 및 간암 발달 기전 검증 - 간암 환자조직의 유전체 분석을 통해 Lamin 매개 8-oxo-dG 복구 기전 검증 및 간암 돌연변이를 발굴 ◼ 1단계 ❏ 연구 목표 Lamin과 8-oxo-dG의 상호결합 및 관련한 간암 발달 메커니즘을 밝히고, 간암 발달단계별 유전체 정보를 생산하여 이를 다각도로 분석하고자 함. 1. Lamin 단백질의 인터렉톰 분석 - 전사체 분석을 통해 Lamin의 기능 및 관련 메커니즘에 대한 정보 수집 - 간암 발달단계에 따른 Lamin의 발현량 및 결합단백질 비교 관찰 2. 간암 동물 모델의 유전체 분석 - 간암 발생 생체모델의 유전체 내 8-oxo-dG 분포를 분석 - Lamin과 8-oxo-dG 사이의 관련성 도출을 위한 Lamin ChIP-seq 수행 및 8-oxo-dG 분포와의 비교 분석 3. Lamin과 8-oxo-dG의 연관관계를 설명하는 메커니즘 규명 - Lamin에 대한 8-oxo-dG의 결합력 분석 - 유전체 내 Lamin과 8-oxo-dG의 결합을 설명하는 가설 수립 - 간암 발달에 따른 Lamin과 8-oxo-dG간 결합력의 변화 유무 관찰 - Lamin과 8-oxo-dG 간의 상호작용이 간암 발달에 미치는 분자생물학적 메커니즘 규명 ❏ 연구 내용 1. Lamin의 인터렉톰 분석 Lamin과 8-oxo-dG의 상호작용 연구 시작 전, Lamin에 대한 사전 정보를 수집하고자 함. - Lamin 연관 전사체 분석(RNA-seq)을 통해 Lamin이 DNA 손상 복구, 지질 대사, 스트레스 반응 등에 관여하는 유전자군의 발현을 조절하는 것을 확인함 - 간암 발달 단계에 따른 Lamin의 발현량 변화 및 결합 단백질의 변화는 관찰되지 않음 - Chromatin Immunoprecipitation(ChIP) Dot blot을 통해 LaminA와 8-oxo-dG와의 강한 결합을 관찰 2. 인간 간암세포주 유전체정보 분석 간암 동물모델의 유전체 정보와의 비교분석을 위해 인간 간암 세포주의 유전체 분석 진행 - 항체를 이용하여 8-oxo-dG-IP-seq을 수행, 8-oxo-dG의 유전체 내 분포 확인한 결과 LINE(Long interspersed nuclear element) 서열에 8-oxo-dG 수준이 높게 나타남 - Lamin ChIP-seq 결과, LINE, SINE(Short interspersed nuclear element) 및 Simple repeat 서열에 Lamin이 강하게 결합하는 것을 관찰 3. 간암 동물 모델의 유전체 분석 간암 발달 단계에 따라 Early, Mid, Late 시기의 마우스 간 조직에서 추출, Lamin과 8-oxo-dG의 분포를 확인하고, 연관 관계를 확인하고자 함 - Mid 시기에 8-oxo-dG 수준이 가장 높았으나, 유전체 전반에 산재하여 발생함 - 인간 간암 유전체 분석 결과와 동일하게 8-oxo-dG이 LINE 서열에서 가장 많이 발생하였음 - Lamin ChIP-seq 분석 결과, Lamin 또한 LINE 서열에 밀집하였으며, 8-oxo-dG와 Lamin이 LINE에서 co-localize함을 확인함 4. Lamin과 8-oxo-dG의 결합친화도 분석 면역침강법을 이용하여 Lamin이 Guanine보다 8-oxo-dG에 더 강한 결합 친화도를 보임을 확인함으로써, Lamin이 LINE 서열에 존재하는 8-oxo-dG의 복구 과정에서 기능할 것이라는 가설을 세움 5. Lamin에 의한 간암 발달 기전 동물 모델의 간암 조직에 siRNA를 처리하여 간암세포에서 Lamin의 발현을 억제하였을 때 간암의 발달이 저해됨을 확인함으로써, Lamin이 새로운 항암 타겟으로 응용될 수 있음을 시사함 ◼ 2단계 ❏ 연구 목표 분자생물학 수준에서 규명한 Lamin과 8-oxo-dG에 의한 간암 발병 기전을, 동물모델 및 간암 환자 유래 간세포 분석을 통해 검증하고자 함. Lamin과 8-oxo-dG의 상호작용에 의한 간암 발달 기전을 검증하고, 간암 발암성 돌연변이 발굴을 통해 핵막단백질 Lamin이 간암의 발달에 미치는 영향을 밝히는 것을 목표로 함 1. Lamin 매개 8-oxo-dG 복구 기전의 생체 내 검증 - 1단계 연구에서는 Lamin과 8-oxo-dG의 상호작용과 관련한 간암 발병 메커니즘을 규명하고, 2단계 연구에서 이를 동물모델에서 검증하고자 함 - Lamin 돌연변이 간암 세포주와 환자 유래 간암 세포주를 이종이식하는 Xenograft mouse 모델을 활용하여 Lamin 관련 간암 발달 기전 검증 2. 간암 발암성 돌연변이 발굴 - 간암 동물 모델의 전장 유전체 데이터 분석을 통해 Lamin 관련 발암성 돌연변이 발굴 - 간암 환자의 전장 유전체 데이터 생산 및 분석을 통해 Lamin 관련 돌연변이의 인체 내 유효성 검증 ❏ 연구 내용 간암 동물모델과 인간 간암 세포주에서 공통되는 ‘Lamin 매개 8-oxo-dG 복구’ 메커니즘을 밝혀, 최종적으로 간암 환자 조직의 유전체정보 분석을 통해 메커니즘의 인체 내 유의성을 검증할 예정임 1. Lamin의 8-oxo-dG 복구 및 LINE의 발현 억제 기전을 분자생물학적 실험 방법을 통해 세포 수준에서 규명할 계획임 - 인간 간암 세포주 HepG2와 Huh7에서 Lamin에 의한 8-oxo-dG 복구 기전 및 유전체 안정성 유지 기전을 검증할 예정 - 간암 발달 동물 모델에서 발달 단계별 LINE의 발현량 및 활성을 RNA-seq, Western blot 등의 실험을 통해 비교 예정 - 간암 세포주를 활용하여 Lamin과 LINE의 발현 조절을 통한 간암의 발달 기전 검증을 계획 2. 동물 실험 및 간암 환자조직의 유전체 분석을 통해 메커니즘의 유의성을 검증할 예정임 - 간암 동물모델의 전장유전체 분석을 진행하여 간암에서 LINE이 insertion 된 genomic region을 탐색하고, RNA-seq을 통해 이러한 insertion이 종양 관련 유전자에 미치는 영향 탐색 - 동물모델에서 탐색한 LINE의 insertion region을 간암 환자조직의 유전체 분석을 통해 검증 - 8-oxo-dG 복구 기능에 이상을 보이는 Lamin의 돌연변이 간암 세포주를 동물 세포에 이식하는 Xenograft model을 활용하여 Lamin에 의한 간암 억제 기전 검증 □ 연구성과 1단계 연구결과 Lamin의 발현을 조작한 세포의 전사체분석을 통해 Lamin과 DNA 손상 복구의 연관성을 관찰하고, 유전체 분석을 통해 LaminA 단백질과 8-oxo-dG가 LINE 서열에 밀집함을 확인함. 결합친화도 분석실험을 수행하여, LaminA가 Guanine보다 8-oxo-dG와 강하게 결합하는 것을 관찰함. 연구결과와 선행 논문의 종합적인 분석을 통해, LaminA가 SIRT6와 상호작용하여 LINE 서열에 존재하는 8-oxo-dG의 복구에 기능할 수 있음을 확인함. 더불어 마우스 모델을 이용한 간암 발병 실험을 통해 간암세포에서 LaminA의 발현 억제 시 간암의 증식이 저해됨을 관찰하여, LaminA를 새로운 항암 타겟 단백질로서 제안함 2단계 연구에서는 ‘Lamin을 매개로 한 8-oxo-dG의 손상 복구’ 기전을 세포 및 동물 실험을 통해 규명하고, 간암 환자 조직에서 검증하여 간암 발달 기전에 대한 이해와 간암 치료에 새로운 접근 방안을 제시할 수 있을 것으로 기대함. □ 연구성과의 활용 계획 및 기대 효과 1. 간암 항암제 개발에 활용 가능한 기초 메커니즘 확립 간암의 발달과정에서 산화스트레스로 인해 생성되는 DNA 손상이 미치는 영향에 대한 분자생물학적 메커니즘을 제시함으로써, 향후 간암의 치료를 위한 항암제 개발에 응용 가능함 2. 양질의 간암유전체정보 생산 및 분석 단계별 간암 발병 모델을 이용한 NGS 분석을 통해 후속 연구를 활성화할 양질의 빅데이터를 생산하여 제공하고, 간암을 유도하는 발암 돌연변이를 발굴함으로써 간암의 진단기술 개발에 활용 가능한 데이터베이스를 구축할 것으로 기대 3. 암 연구에서 핵막과 DNA 복구기전을 융합한 창의적인 연구 분야 개척 단백체와 유전체 연구를 융합하여, 핵막이 구조적, 생리학적인 다각적 기능을 통해 산화스트레스에 대응하는 메커니즘을 규명함으로써, 핵막 단백질이 간암의 발달에 미치는 영향에 대한 창의적이고 도전적인 새로운 연구영역을 개척할 것으로 기대 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 함자영
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 간암;차세대염기서열분석;산화 DNA 손상 복구;간암동물모델; 2. Hepatocellular carcinoma;Oxidative DNA repair;NGS;DEN-induced liver cancer model;LINE;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김승현
• 주관연구기관 : 비즈
• 발행년도 : 20231100
• Keyword : 1. 가상현실;방사능방재;원전사고 대비;훈련시스템;주민보호조치; 2. Virtual Reality (VR);Radiological Protection;Nuclear Accident;Training System;Public Protective Actions;

Ⅳ. 연구개발 결과 ○ 2022년 4월부터 12월까지 수행한 17단계 사업에서는 < 원자력 e-뉴스레터 >를 총 8회 발간하였으며, 정부, 위원회, 광역자치단체, 연구기관, 원자력 산업체, 시민단체, 대학교 및 언론사 등을 포함한 약 1.8만여 명의 구독자에게 발송하였음 ○「이달의 픽」은 최신 원자력 연구개발 소식을 심층 취재해 원자력이 국민의 삶과 밀접하게 연결되어 있고, 국민의 복지와 삶을 향상시키는 기술임을 홍보하는 콘텐츠로 구성하였음 ○ 「생생현장」 코너에서는 제66차 국제원자력기구(IAEA) 정기총회 및 기술전시회, 수출용신형연구로 및 동위원소활용연구센터 착공식 및 업무협력 협약 체결식, 한국원자력학회 제55회 정기총회 및 2022추계학술발표회 개최 등사회적 거리두기 조치 완화 이후 활성화된 원자력 국내외 주요 행사를 취재하였음 ○ 「Atomic News」는 사진을 통해 원자력 유관기관의 동향, 인사, 세미나 개최, 연구성과 등 다양한 내용의 최신 소식을 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 구성하였음 ○ 「Global Reports」에서는 우크라이나-러시아 전쟁으로 발발한 에너지 안보 위기에 미국, 프랑스, 일본 등 원자력 선진국의 정책 변화와 소형모듈형 원자로(SMR) 관련 각 국의 정책, 지속 가능한 원자력의 활용을 위해 선결되어야 하는 문제인 사용후 핵연료 문제 등 고준위 방사성폐기물 문제 등의 해외 동향을 쉽게 접할 수 있도록 요약 및 세부 내용을 관련 기사 URL을 통해 확인할 수 있도록 구성하였음 ○ ‘일반국민용’ < 원자력 e-뉴스레터 > 코너인 「원자력 웹툰」과 「원자력 이야기」,「원자력 톡」에서는 원자력 연구개발을 재미있고, 쉽게 이해시켜 원자력에 대한 일반 국민의 관심을 제고하였음 -「원자력 이야기」는 “태양에서 쏟아지는 방사선, 우주여행 가도 될까?”, “원자로는 어떤 역할을 하나요?”, “노벨상의 원리, 몸속의 질병을 찾아내는 첨단 의료장비 3종” 등 원자력 기초 지식과 원자력 연구 분야를 국민의 눈높이로 알기 쉽게 설명해 원자력계 전문가뿐만 아니라 국민들도 원자력 정보를 쉽게 접할 수 있도록 콘텐츠를 구성하였음 -「원자력 웹툰」에서는 만화를 통해 원자력 연구개발 성과를 쉽고 직관적으로 설명함 -「원자력 톡」은 유튜브 연계 콘텐츠로, 원자력 연구개발 및 관련 유튜브 콘텐츠를 소개하였음. 한국원자력연구원 유튜브 채널 ‘과학하는 원연이’ 등의 콘텐츠를 통해 쉽고 재미있게 원자력 기본 지식과 최신 원자력 연구개발 성과를 소개함 ○ ‘전문가용’ < 원자력 e-뉴스레터 >「원자력 리포트」와 「정책 포커스」 에서는 원자력계 종사자에게 최신의 정보를 제공하고, 원자력 연구개발의 중요성과 의의를 소개함으로써 원자력에 대한 국민의 이해와 지지를 확보하는데 기여함 -「원자력 리포트」는 국내외 원자력 정책 현안을 담은 콘텐츠로서, 청정 수소생산 기술과 원자력의 활용 가능성, 소형모듈원자로(SMR) 개념 및 주요 노형별 특징, 탄소중립시대 해양 분야 원자력 적용방향, 원자력 기술개발 전망과 추진 현황 등 원자력계 종사자에게 최신의 전문 정보를 전달하였음 -「정책 포커스」코너에서는 원자력 정책의 방향과 주요 내용을 비롯해 해외 원자력 정책 동향, 국가경제의 원동력이 되기 위한 원자력의 역할, 국민에게 쉽게 다가갈 수 있는 다양한 원자력 소개 및 국민과의 신뢰를 쌓기 위한 소통 등 원자력 연구개발의 중요성과 의의를 소개하였음 ○ 고객만족도 조사 실시 결과, 주요사항으로 ‘< 원자력 e-뉴스레터 >가 원자력에 대한 이미지를 긍정적으로 바꾸는데 도움이 된다.’ 는 항목 86.78점*) 달성하였음. 이는 지난 ‘21년 실시한 고객만족도 조사의 주요사항으로 ‘뉴스레터 발간을 통한 이미지 개선’ 항목 84.62점을 달성한 것과 비교하여 2.6% 상승한 것으로 본 사업을 통해 전년도 대비 그룹별 차별화된 콘텐츠 개발 및 전달 체계 최적화를 통해 성과 홍보를 추진한 결과 원자력에 대한 인식 제고에 기여한 것으로 볼 수 있음 * 리커트 척도를 바탕으로, 응답 단계별 100/80/60/40/20점으로 환산함 ○ 이번 고객만족도 조사는 ‘뉴스레터를 주변사람들에게 추천할 의항이 있다’, ‘PC환경 및 모바일 환경에서 이용하기 편리하다’ 등 5개 참고항목을 추가하여 뉴스레터에 대한 다양한 구독자 의견을 청취하였음 ○ 2022 부산국제원자력산업전(‘22.5월), 2022 대한민국 과학축제(‘22.8월), 대전 사이언스패스티벌(’22.10월), 2022 과학기술대전(‘22.12월) 등 과학전시 행사에 참가하여 전시부스 운영 중 < 원자력 e-뉴스레터 > 콘텐츠를 소개하는 리플렛을 제작·배포하였고, 동시에 신규 구독자 확보 이벤트를 현장에서 실시하였음. 리플릿 배포 및 현장 구독 신청을 통해 구독자 1,000여명을 확보하였음 ○ 유튜브 및 블로그 등 온라인 SNS 채널을 통해 < 원자력 e-뉴스레터 > 신규 구독자 이벤트를 실시하여 4,000여 명의 구독자 추가 확보하였음 (출처 : 요약문 8p)

• 연구책임자 : 이현정
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230800
• Keyword : 1. 원자력;탄수중립;뉴스레터;소통;국민의식;커뮤니케이션;이슈;연구개발; 2. Nuclear;Carbon Neutral;Newsletter;Communication;Public acceptance;Public awareness;Public relation;Issue;R&D;

□ 연구개발 목표 핵막의 inner membrane에서 mass를 구성하는 intermediate filament 인 Lamin A의 변이는 muscular dystrophy, Lipodystrophy, Cardiomyopathy 및 segmental senescence를 유발함. 그러나 하나의 유전자에서 서로 다른 변이가 왜 서로 다른 조직에 영향을 미쳐 유전질환을 유발하는지에 대한 이해가 부족한 실정임. 본 연구실은 Lamin A의 변이에 따른 질병의 발병 기전을 연구하고, 이를 통해 유전질환뿐 아니라 관련 유사 질환의 치료법을 제공하고자 함 □ 연구개발 내용 본 과제는 4명의 공동 연구자로 구성되어 있음. 1. 질병 기전 연구 : 우선 Lamin A의 변이에 따라 세포 내 신호 전달 과정의 변화 및 결합 단백질의 변화, 또한 in vivo 질병 모델 구축을 연구하여 질병의 발생 원인을 규명하는 연구를 진행하고자 함. 2. 단백질 구조 연구 : Lamin A의 다양한 변이가 단백질 구조에 어떠한 변화를 유발하는지를 구조생물학적 방법으로 연구하고, 이를 통해 핵막의 구조적 변화와 질병간의 연관성 규명. 또한, cryo-EM 기법을 통해 실제 세포내 Lamin A의 3차원적 구조변화를 실질적으로 구현하고자 함. 3. Lamin A 변이에 따른 줄기세포 분화 양상 변화 연구 : Lamin A의 발현이 세포의 분화에 따라 나타남. 따라서 Lamin A의 변이 위치에 따라서 각각의 세포 분화에 어떠한 영향을 미치는가를 분석. 특히 심근세포 분화를 중심으로 분석하여 dilated cardiomyopathy의 원인을 규명하고자 함 4. 세포주기에 따른 Lamin A의 결합과 해체 과정 분석 : 핵의 내막에 위치한 Lamin A는 세포주기에 따라 해체되거나 재조합이 되는 과정을 거치게 되는데, Lamin A의 변이에 따라 핵막의 assembly와 dissembly에 미치는 영향을 분석하여 세포주기의 변화와 질환의 특성을 규명하고자 함 이러한 연구를 통해 Lamin A의 변이가 왜 다양한 질병을 유발하는지에 대한 생리학적, 병리학적 이해를 얻고자 하며, 이를 통해 이들 질환에 대한 치료법 개발의 기초를 제공하고자 함 □ 활용 계획 및 기대 효과 기대효과: Lamin A 변이에 의한 질환은 조로증, 지방세포나 근이영양증, 심근세포확장증 등 신체 조직 내 다양한 질환을 유발한다. 이러한 증상은 일반적 노화 과정에서 일어나는 근육소실, 피하지방 조직의 감소, 심근세포의 기능 저하와도 연관이 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구를 통해 Lamin A의 기능 이상과 유전질환의 연관성을 규명하면, 특정 유전질환에 대한 치료법 개발뿐 아니라 노화에 동반되는 유사질환에 대한 치료법이나 예방법 개발에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구의 성공적 수행은 이후 화합물 검색의 과학적 기초를 제공하여 신약개발로 이어질 것으로 판단되며, 이에 대한 경험을 본 연구진이 보유하고 있어 성공 가능성이 매우 높을 것으로 생각됨. 활용 계획: 본 연구결과를 통해 얻어진 Lamin A 변이에 따른 서로 다른 질환의 발병원인 규명은 곧바로 치료물질 검색법 개발의 기초로 활용될 예정이며, 이에 대한화합물 라이브러리도 확보한 상태임. 또한, 연구개발을 통해 얻어진 화합물 검색법은 특허 출원 후 희귀질환 전문 개발 회사로 기술이전을 통해 실제 약물 개발로 이어지게 할 예정임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박범준
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 핵막;라민 A;희귀유전질환;조로증;근위축증;지방소실증;심근확장증;노화; 2. nuclear membrane;Lamin A;rare genetic disease;Progeria;muscular dystrophy;lipodystrophy;dilated cardiomyopathy;Aging;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이세헌
• 주관연구기관 : 케이티이
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 비파괴검사;방사선 투과시험;디지타이저;인공지능;이미지 프로세싱; 2. Non Destructive Testing;Radiographic Test;Digitizer;Artificial Intelligence;Image Processing;

□ 연구개발 목표 포유류에서 미토콘드리아 미접힘 단백질 반응경로 (Mitochondrial unfolded protein response, UPR^mt) 체계화 및 UPR^mt 조절인자 발굴을 통한 인체복잡질환 (당뇨병, 퇴행성 질환, 뇌신경질환, 암 등)의 병인 규명과 치료표적 발굴 ▶ 포유류에서 미토콘드리아 단백질 항상성 및 UPR^mt 기전 확립 ▶ 발굴한 신규 미토카인을 포함한 UPR^mt 조절인자의 역할 분석 및 질환마우스모델(조직 특이적 Crif1, Mrps5, Jmjd3 결손)에서 효능 검증 ▶ 당뇨병과 퇴행성 뇌신경질환의 환자조직에서 UPR^mt 유전자 및 미토카인 발현 관찰을 통한 바이오마커 및 치료제 개발 □ 연구개발 내용 한국연구실: UPR^mt유발 마우스모델 표현형 분석과 미토카인 발굴 활용 인체복잡질환 치료제 개발 ▷ 연구내용 1: 미토콘드리아 산화적 인산화 반응의 핵심인자인 Crif1 유전자에 대한 조직 특이적 결손 마우스 모델 구축 및 표현형 분석을 통하여 개체 수준에서 UPR^mt에 의한 전신 당, 단백질 및 지질 대사 조절과 면역세포 분포 및 기능분석을 시행함. ▷ 연구내용 2: 마우스 지방세포, 간세포 및 근육세포에서 UPR^mt 유도 모델을 확립하고 생물정보학을 통한 전사체와 단백체를 통합적으로 분석함. 이를 통해 UPR^mt의 세포내 분자경로를 체계화하고 분비단백체(secretome) 분석을 통해 신규 미토카인 후보군을 설정함. ▷ 연구내용 3: 생물정보학 기술을 활용하여 세포 및 생체 수준에서 발굴한 UPR^mt 조절인자 후보군을 인체복잡질환 마우스 모델에 적용하여 치료 가능성을 탐색함. ▷ 연구내용 4: 환자의 혈청과 조직에 대한 유전체/전사체/단백체/대사체 분석을 통하여 UPR^mt와 인체복잡질환의 연관성을 확인하고 해외연구실의 생물정보학 분석에 기반하여 신규 바이오마커 개발과 질환 치료물질을 개발함. 해외연구실: UPR^mt와 미토콘드리아 단백질 항상성 기전 확립과 UPR^mt 핵심 조절인자 발굴 ▷ 연구내용 1: 단일 세포 수준에서의 UPR^mt 전사체, 단백체, 후성유전체, 대사체 분석을 통해 UPR^mt 기전을 확립하고 미토콘드리아 표현형에 대한 UPR^mt의 역할을 규명함. ▷ 연구내용 2: 한국연구실과 함께 UPR^mt 조절의 핵심인자에 대한 조직 특이적 유전자 결손 마우스 모델을 확립하고 생물정보학 데이터베이스 구축 및 공유를 통해 한국연구실의 미토카인 발굴에 기여함. ▷ 연구내용 3: 예쁜꼬마선충 모델에서 UPR^mt 조절인자들의 규명 및 기능적 특징을 밝힘. 생물정보학을 통해 마우스와 인간 집단에서의 UPR^mt 조절인자를 규명하여 한국연구실의 질환 치료효과 실험에 제공함. ▷ 연구내용 4: UPR^mt 조절인자의 약리/약동학적 특징을 규명하고 생물정보학 기술을 활용하여 한국연구실의 환자 혈청 및 조직 데이터를 분석하여 인체복잡질환에서 UPR^mt 조절인자의 치료 효능 평가의 기반을 확립함. □ 활용계획 및 기대효과 ▷ 포유류 UPR^mt 경로 확립으로 인체복잡질환의 신규 병태생리기전 규명. ▷ 세포 수준에서부터 예쁜꼬마선충, 마우스 및 인체 코호트까지 UPR^mt 관찰을 통한 거대 데이터베이스 구축을 통해 미토콘드리아 연구의 활성화를 유도함. 인체복잡질환에서 UPR^mt의 중요성을 입증하여 중개의학 발전에 기여하고 신규 치료물질 개발에 공헌함. ▷ 신규 UPR^mt 조절 인자 혹은 미토카인의 질환동물모델에 대한 효능 검증을 통하여 전임상 실험에 진입함. ▷ 단일 연구 주제에 대한 국내외 다기관 협력을 통해 연구 결과의 파급효과를 극대화함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 송민호
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 미토콘드리아;미토콘드리아 미접힘 단백질 반응;미토카인;단백질항상성;대사질환;뇌신경질환; 2. mitochondria;mitochondrial unfolded protein response;mitokine;proteostasis;metabolic disease;neurodegenerative disease;Crif1;Jmjd3;Mrps5;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 이번 과제는 도파관(waveguide)에서 발생하는 시간조화 조건을 만족하는 전자기파의 산란과 전파를 수치적으로 계산하기 위한 영영분할법에 대한 해석적 연구를 목표로 하고 있다. 전자기파에 대한 복사조건(radiation condition)을 대체할 수 있는 PML과 CRBC와 같은 고차의 흡수경계조건를 연구하는 것과 더불어 고차의 흡수경계조건을 transmission condition으로 활용한 double sweep Schwarz method를 Maxwell 방정식에 적용하고, 이 알고리즘의 안정성과 근사해의 수렴성에 대한 연구를 진행하고, 이론을 입증할 수 있는 유한요소법을 활용한 수치적 예를 보여준다. ○ 전체 내용 이번 연구 과제에서는 도파관에서 발생하는 시간조화 조건의 전자기파의 전파와 산란을 수치적으로 계산하기 위한 영영분할법에 대해 연구하였다. Helmholtz 방정식에 대해서 연구된 DtN, PML, 그리고 CRBC 등의 다양한 형태의 흡수경계조건을 연구를 바탕으로 도판관에서의 전자기파에 대한 복사조건과 그 복사조건을을 대체할 수 있는 고차의 흡수경계조건을 연구하였다. Helmholtz 방정식에 잘 적용되어 온 PML과 CRBC를 발전시켜 극분해된 Maxwell 방정식에 맞는 흡수경계조건을 정의하고, well-posedness와 유한요소법의 오차 분석에 대해서 연구를 진행하였다. 또한 흡수경계조건을 활용하여 극분해된 Maxwell 방정식을 위한 double sweep Schwarz method를 연구, 개발하였다. 전체의 계산영역을 도파관의 축에 수직이 되면서 겹치지 않는 작은 부분영역으로 나누고, 영역과 영역사이에서 고차의 흡수경계조건을 활용하여 고정밀의 데이터가 교환될 수 있도록 하는 알고리즘을 개발하고, 이 근사적 알고리즘에 대한 해의 존재성과 안정성, 그리고 근사해의 수렴성에 대해서 연구하였다. □ 연구개발성과 1.극분해된 Maxwell 방정식에 대한 PML, CRBC 흡수경계조건의 개발과 수렴성과 안정성에 대한 분석 2.1차원으로 전개된 주기적 매질에서의 극분해된 Maxwell 방정식의 PML과 CRBC조건을 결합한 이질적 흡수경계조건의 개발 3.도파관에서의 다중산란을 위한 DtN 흡수경계조건 개발 4.극분해된 Maxwell 방정식을 위한 double sweep Schwarz 방법론 개발 및 수렴성 연구 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 이번 연구는 3차원 공간의 도파관에서 발생하는 전자기파의 산란과 전파를 효율적으로 계산할 수 있는 수치적 알고리즘의 개발과 수학적인 안정성과 수렴성을 증명하는데 있다. 이번 연구 결과는 전자기파에 대한 흡수경계조건을 심도 있게 이해할 수 있는 새로운 결과를 제공할 것이기에 다양한 형태의 파동의 전파와 산란을 연구하는데 있어서 그 기대효과가 클 것으로 보인다. 또한 이번 연구 과제를 통해 얻은 전자기장에 대한 흡수경계조건의 결과들을 지속적으로 발전시킨다면 응용력이 큰 지진파와 같은 벡터 탄성파를 다룰 수 있는 이론으로 확장 가능할 것이다. 이는 물리학, 지질학, 해양학, 전자기학, 음향학 및 의료공학 등 자연과학과 공학의 많은 분야에서 폭넓게 활용될 수 있어 다른 응용분야로 확대될 수 있는 연구의 기초로 활용될 것이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김승일
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 맥스웰 방정식;흡수경계조건;복사조건;영역분할법;유한요소법; 2. Maxwell equation;absorbing boundary condition;radiation condition;domain decomposition method;finite element method;