□ 연구개요 현재 과학기술로 근접하게 접근할 수 있는 가장 오래된 우주 초기 모습은 물질의 기본입자인 쿼크와 글루온들이 독립적으로 존재하던 쿼크-글루온-플라즈마(Quark-Gluon-Plasma) 상태로 알려져 있기에 QGP 상태를 연구하는 것은 근본적인 우주의 궁금증에 대한 답을 제시할 수 있는 매우 중요한 연구이다. 본 과제에서는 무거운 쿼크들을 포함하고 있는 입자들을 통해 QGP 상태에 대한 정보를 얻어 초기 우주 정보를 통해 우주 진화에 대한 궁금증을 해결하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 연구 목표는 쿼코니아와 무거운 쿼크를 포함하는 입자들을 연구하여 QGP 상태에서 생성된 경우와 QGP가 없을 것으로 예상되는 실험과 비교하여 QGP 상태의 성질이 어떠한지 조사하는 것이 주된 연구 목표였다. 그리고 이와 관련하여 크리스탈 상태의 섬광체 검출기 개발을 목표로 하였다. 연구 실적 목표는 SCI 급 논문 4 편, 국내 저널 2 편 정도를 목표 하여 연간 평균 2편 정도의 논문을 목표하였으며 검출기 개발의 기저를 확보하는데 있었다. 1. SCI 급 논문 총 4편 1) PRL 120 (2018) 142301 (상위 10%): Suppression of Excited Υ States Relative to the Ground State in PbPb Collisions at sqrt(s_NN) = 5.02 TeV 2) PLB 790 (2019) 270 : Measurement of nuclear modification factors of Υ(1S), Υ(2S), and Υ(3S) mesons in PbPb collisions at √sNN = 5.02 TeV 3) JKPS 75 (2019) 547 : Study of Z Boson Cross Section in pp Collision at √s = 8.16 TeV 4) JKPS 77 (2020) 643 : Cross-Section Study of the W boson in a pp collision at √s = 8.16 TeV 2. 국내 저널 2편 1) NPSM 68 (2018) 976, NPSM 68 (2018) 980 목표한 실적을 100% 달성하였다. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 참쿼크와 바닥쿼크를 구분하는 2차원 질량-붕괴거리 동시 fitting 방법은 고에너지 입자 및 핵 물리에서 보편적으로 사용 될 수 있는 중요 기술 중 하나이다. 이 기술을 한국 연구자들이 선점하여 유지 한다면 무거운 쿼크 연구 분야에서 한국의 선도적 역할을 기대할 수 있다. - 반응평면 측정의 계통 오차를 줄이기 위해 수행될 크리스탈 검출기 모의 실험 및 테스트는 향후 한국형 중이온 가속기 실험에 중요한 역할을 하게 될 것으로 기대한다. - 참쿼크과 바닥쿼크를 정확히 구분해 낼수록 근본적인 쿼크들과 QGP상태의 핵물질간의 상호작용 대한 더 깊은 이해를 제공하게 될 것이다. - Upsilon의 타원 흐름 v2를 측정하게 되면 바닥쿼크들로만 구성된 입자의 최초의 타원 흐름 결과가 될 것으로 이 연구 결과에 한국 연구자들의 상당한 국제적 역량을 갖게 될 것으로 기대 된다. - 다량의 데이타를 효율적으로 다루는 것이 핵심이므로 대용량 데이타 관리에 있어서도 좋은 연구 주제가 될 것이며 향후 빅데이타 시장에서 우수한 한국 인력 양성에도 도움이 될 것으로 기대한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 문동호
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 쿼크-글루온-플라즈마;쿼코니움;중이온 충돌;핵변형인자;집단적 흐름; 2. Quark-Gluon-Plasma;Quarkonium;Heavy Ion Collisions;Nuclear Modification Factor;Collective Flow;

□ 연구개요 본 연구는 고온의 QCD 매질에서 입자들의 생성, 상호작용 및 수송 과정을 연구하여 상대론적 중이온충돌에서 일어나는 물리적 현상을 이해하는 것을 목적으로 한다. RHIC과 LHC 등에서 측정되는 입자들의 생성량은, 초기 생성 뿐 아니라 쿼크-글루온플라즈마 내에서의 상호작용 및 상전이(phase transition) 후 강입자화 되는 과정에서의 메커니즘과도 밀접한 관련이 있기 때문에, 중이온 충돌계의 진화를 이해하는 것은 실험 결과를 이해하고 분석하는데 있어 필수적이다. 본 연구에서는 특이 강입자(exotic hadron) 생성과 쿼코니움(quarkonium)의 해체(dissociation) 및 재조합(regeneration)에 초점을 맞추어 연구가 진행되었다. □ 연구 목표대비 연구결과 상대론적 중이온 충돌에서 특이 강입자의 하나인 네 개의 쿼크로 구성된 T_cc의 생성을 연구하였다. T_cc는 크기가 상대적으로 큰 분자(molecular) 상태이거나 치밀한 쿼크(compact multiquark) 상태일 가능성이 있다. 유체역학(hydrodynamics)을 이용하여 강입자 상태 물질의 진화를 모델화하고, 구조에 따른 T_cc의 초기 생성 및 파이 중간자와의 반응을 계산함으로써 RHIC과 LHC에서 그 특이입자의 생성량을 예측하였다. 무거운 쿼크와 그 반쿼크의 색 전하(color charge)에 의한 쌍극자(dipole) 상호작용을 이용하여, 글루온 흡수와 비탄성 충돌에 의한 쿼코니움의 해체를 계산하였고 그 결과가 pNRQCD(potential nonrelativistic QCD)에 수렴함을 보였다. 이를 바탕으로 쿼크-글루온 플라즈마 내에서 쿼코니움의 해체와 재조합, 에너지 손실(energy loss)등에 대한 현상론적 모델을 만들었고 이 모델을 bottomonium의 바닥 상태(ground state)에 적용하였다. central rapidity 영역에서 RAA(nuclear modification factor)와 v2(elliptic flow)를 계산하였고 이를 CMS 실험 데이터와 비교하였다. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1) 본 과제에서 연구된 강입자 상태 물질의 유체역학적 모델과 반응 속도식(rate equation)을 이용한 입자들의 생성량 계산은 다른 특이 입자들의 생성량 예측에 활용될 수 있다. 2) 쿼코니움의 해체, 재조합, 에너지 손실을 이용한 현상론적 모델은 bottomonium의 바닥 상태 외에도 들뜬 상태(excited states) 및 charmonium 등에 적용하여, 이들의 RAA및 그 비율 등 다른 실험 데이터 분석에 활용될 수 있다. 3) 본 과제에서 개발된 쿼코니움 연구 결과를 바탕으로, 국내에서 무거운 쿼크 및 쿼코니움에 대한 시뮬레이션 코드 개발이 진행 중이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 홍주희
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 상대론적 중이온 충돌;쿼크-글루온 플라즈마;강입자 상태;쿼코니움; 2. relativistic heavy ion collisions;quark-gluon plasma;hadronic gas;quarkonium;

▣ 연구개요 • 기존 연구는 TEAD 전사인자를 Hippo pathway의 ‘YAP/TAZ coactivator의 transcription factor’로써 연구가 진행됨. 즉, YAP/TAZ-dependent 암유발 타겟 유전자를 발현시킴으로써 암줄기세포, 암전이, 약물내성, 암면역 조절 관련 기능에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있음. 특히, 제약/임상 적용성을 위한 YAP/TAZ-TEAD 억제제 신약개발이 세계적 제약회사에서 경쟁적으로 진행되고 있음. • 국제적 연구방향과 차별적이고 독창적인 가설을 바탕으로, 본 신진과제에서는 최초로 TEAD complex2 인 ‘TEAD-DDR (DNA Damage Repair) complex2’의 심화된 분자기전 및 기능을 규명하고, 신규 TEAD 억제제의 1) Complex2 억제제의 항암 적응증 및 2) 유전자 가위 촉진제 (CRISPR Enhancer) 역할을 최초로 제시함으로써 전세계적으로 DNA damage, Gene editing 및 신약개발 분야에 대단한 파급력을 기대함. ▣ 연구 목표대비 연구결과 ■ 1단계 목표: TEAD 전사인자의 DDR 핵심인자로써의 역할 최초 규명 □ [연구결과 ⓵] 기존 TEAD의 암유발 기능과의 차별성, 독창성 및 파급효과 • Chromatin-bound TEAD는 전사인자로서 암유발 관련 타겟유전자를 발현시킴. 하지만, 새롭게 규명한 Nucleoplasm-fraction TEAD는 DDR (DNA damage repair) machinary와 결합하여 유전자손상 복구 역할을 담당함. 기존의 TEAD-YAP/TAZ 결합을 ‘TEAD Complex1’으로 명명함. 최초로 발굴한 TEAD-DDR 결합을 ‘TEAD Complex2’로 명명함. • TEAD complex2 관련 signaling, protein-protein interaction, post translational modification의 분자기전을 새롭게 규명함. □ [연구결과 ⓶] TEAD complex2 발견을 통한 분자기전 및 DDR 역할 규명 • HR 관련된 RAD51, RPA, BRCA1와 NHEJ 관련된 Ku70/80, PARP, 53BP1 등과 결합 및 신호전달 조절을 통해 DDR의 새로운 조절자로써 TEAD 전사인자를 재조명함. ■ 2단계 목표: TEAD complex2를 통한 NHEJ/HR의 DDR pathway 조절기전 최초 규명 □ [연구결과 ⓵] TEAD complex2의 NHEJ/HR 조절 기전 규명 및 암세포 사멸 전략 연구 • TEAD complex1 억제제는 항암효과를 나타내는데 반해 TEAD complex2 억제제는 다음의 기전들을 통해 암을 악성화 시킬 것으로 사료됨. 1) complex1 & 2는 서로 antagonistic relationship을 보임. 따라서, complex2 억제제는 complex1을 강화시킴으로써 암 악성화에 기여함. 2) Chemotherapy+TEAD complex2 inhibitor 병용요법은 NHEJ 억제를 통해 화학 약물에 의한 유전자 손상(DSB)을 HR로 수복시킴으로써 항암제 내성 획득에 기여함. ■ 3단계 목표: TEAD complex2 분자기전 기반 제어기술 개발의 기초/제약/임상적 의의 규명 □ [연구결과 ⓵] TEAD complex2의 NHEJ/HR 조절 기전 규명 및 Complex2 억제제 개발 • 본 과제를 통해 전세계 최초의 TEAD complex2 inhibitor hit compound Hit 물질도출 및 명확한 MOA (mode-of-action)를 규명함으로써 TEAD 신약개발을 본 연구그룹이 국제적으로 선도할 수 있을 것으로 기대함. • TEAD가 억제되면 DSB에 의한 DNA 손상 복구 효율이 증대되고, 이를 통해 암세포 사멸이 억제되는 놀라운 현상을 최초로 밝힘. □ [연구결과 ⓶] TEAD complex2 inhibitor를 활용한 분자기전 및 임상 적용성 제시 • 본 연구단이 최초로 규명한 TEAD complex2는 DNA damage 유발 시 TEAD가 NHEJ를 활성화 시킴으로써 DDR을 촉진시키고 암세포 사멸을 억제하는 기능을 규명함. 그렇다면, TEAD complex2의 항암효과를 규명하기 위한 플랫폼 구축을 위해 ‘HR이 결핍된 BRCA mutant cancer cell’을 선정함. 즉, BRCA mutant 시 TEAD complex2 inhibitor를 처리하면 NHEJ/HR 모두 억제되어 암세포사멸이 촉진됨을 밝힘. □ [연구결과 ③] TEAD complex2 Post translational modification 분자기전 및 역할 규명 • TEAD methylation, ubiquitination, parylation의 분자기전 및 신규 기능을 최초로 규명함. ▣ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ■ 국제적 연구방향과 차별적이고 독창적인 가설을 바탕으로, 본 신진과제에서는 최초로 규명한 TEAD complex2 인 ‘TEAD-DDR (DNA Damage Repair) complex’의 심화된 분자기전 및 기능을 규명하고, 신규 TEAD 억제제의 1) HRD 항암 적응증 및 2) 유전자 가위 촉진제(CRISPR Enhancer) 역할을 최초로 제시함으로써 전세계적으로 DNA damage, Gene editing 및 신약개발 분야에 대단한 파급력을 기대함. ■ DNA 손상 수복 전사인자 TEAD 재발견을 통해 명확한 MOA (mode-of-action) 규명을 통해 TEAD complex2 관련 분자기전 연구 및 신약개발을 국내외 다양한 공동연구를 통해 국제적으로 선도할 수 있을 것으로 기대함. ■ TEAD complex2는 TEAD-DDR complex에 기반한 모듈로서 기존에 연구되어 온 Hippo pathway 핵심 전사인자 TEAD와 전혀 새로운 활용 가능성 및 파급효과를 지님. 본 과제를 통한 기초/제약/임상의 활용범위 및 파급효과는 다음과 같음. 1) TEAD complex2 분자기전 규명을 통해 DNA damage 분야의 새로운 핵심인자를 발굴함. 이를 바탕으로 세포의 유전자 손상 복구 기전의 큰 파급력을 기대함. 2) 현재 전 세계적으로 경쟁 중인 TEAD inhibitor의 활용에 대한 새로운 항암전략을 제시함. TEAD complex1 inhibitor과 차별적으로 TEAD complex2 inhibitor는 DNA damage를 유발하는 chemotherapy와 병용투여 시 HR을 증가시킴으로써 항암약물내성을 유발시키므로 기존 TEAD 활용 방안에 주의를 요함. 3) TEAD complex2 inhibitor의 항암효과는 BRCA^-/-와 같은 HR 결핍 암종에 탁월한 항암효과를 보이며 기존의 PARP inhibitor 내성암종의 세포사멸도 유발시킴. 4) TEAD complex2 inhibitor는 DSB의 HR 복구를 촉진시킴으로 CRISPR 유전자가위의 효율을 극대화 시키는 CRISPR enhancer로 개발 가능함을 밝힘. 5) ‘DNA 손상 복구 전사인자’의 다중 기능 nuclear protein family 정립을 통해 유전자 복구 및 전사에 대한 새로운 시각 필요성을 제시함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박현우
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 히포 신호전달;TEAD 전사인자;유전자손상;암; 2. Hippo pathway;TEAD TF;DNA damage;PARP;Cancer;

□ 연구개요 본 연구에서는 간세포암에서 정상 세포와 비교하여 암세포에서 특이적으로 과발현하는 snoRNA를 찾아내고, 이러한 snoRNA들이 어떻게 암 세포들에서 비정상적으로 활성화 되는 signal pathway의 조절 메커니즘에 관여 하는 가를 미분방정식을 응용한 수학 모델로 구현하며, 분자 세포 실험을 통하여 이를 검증하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 암 특이 snoRNA 발굴: SNORA18L5 선정. 2. 암 세포주의 확보 및 배양: 대조군으로 HEK293 세포주를, 간세포암 세포주로 huh7, hepG2, PLC/PRF/5 암세포주를 선정하고 배양함 3. 미분방정식 등을 이용하여 후보 snoRNA의 암 관련 pathway 조절 기능에 대한 수학 모델 수립: 미분 방정식을 이용한 수학 모델을 수립하고 수치해석으로 확인함. 4. 후보 snoRNA의 특이 발현을 암세포주에서 확인하여 실험 모델 암세포주 선정: SNORA18L5가 대조군인 HEK293에서 안정적으로 발현하는 것은 확인하였으나, 암세포주에서의 특이 발현은 검출하지 못함. 5. 수학 모델의 분자 실험 검증: 목표로 하였던 SNORA18L5의 간세포암에서의 특이 발현 검출의 어려움으로 연구 기간 내에 실험적 검증은 달성하지 못함. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1. snoRNA 등의 저분자 비번역RNA를 이용한 암의 발생 및 진행 과정에 대한 연구는 기존의 암 특이 활성화된 세포신호전달 연구 기전에 더해져 암세포내 다양한 유전자의 변화를 설명할 수 있는 이론적 토대를 제공함과 동시에 표적 유전자에 대한 맞춤형 치료 효과를 보임으로써 향후 관련된 임상의학의 수준을 한 단계 향상시킬 수 있음. 2. snoRNA를 이용한 암의 발생 및 진행 과정에 대한 연구는 융합 기술의 발전이기에, 향후 분자생물학, 생물정보학, 세포생물학 뿐만 아니라 유기합성화학의 접목을 유도하는 융합 학문으로 발전 할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박용근
• 주관연구기관 : 가톨릭관동대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 비번역 RNA;수학모델;핵소 체내 저분자 RNA;수치해석;세포내 신호 전달; 2. non-coding RNA;Mathematical model;Small nucleolar RNA;Numerical analysis;Intracellular signal pathway;

□ 연구개발 목표 및 내용 ❍ 최종 목표 정상 수명이 기대되는 한국인에서 전산화단층촬영 (CT, computed tomography) 피폭 여부에 따른 발암 위험도를 측정 ❍ 전체 내용 (1) 1차년도 (2018) ■ 연구 목표 건강보험공단 청구자료를 이용한 대규모 환자 코호트 구축 ■ 연구 내용 및 범위 - 건강보험공단 청구 자료에서 암 발생 여부를 판별하는 정의(definition) 확립에서 암진단 코드와 산정특례 코드, 치료 약물 청구코드를 이용함. - 역인과성(reverse causation)을 통제하기 위해 정상 기대수명의 충수염 환자로 연구 대상군을 한정하여 대규모 코호트를 구축함. (2) 2차년도 (2019) ■ 연구 목표 CT 방사선 피폭에 따른 발암 위험도 비교 측정 ■ 연구 내용 및 범위 - 구축된 코호트를 이용하여 심층 통계 분석을 시행함. - Clinicaltrials.gov 에 연구를 등록함 (등록번호: NCT03776435). - Primary outcome measure: Age - and sex-standardized incidence rate ratio for hematologic malignancies 측정함. - 민감도 분석: CT 노출 후 암 발생 잠복기를 고려하여 CT 방사선 피폭 후 이후 다양한 lag period 기간을 고려함. - 하위그룹 분석: 연령, 성별, 충수절제술 시행 년도, 의료기관 종별, 보험료, 차후 CT 검사 시행 유무를 보정한 incidence rate ratio를 측정함. (3) 3차년도 (2020) ■ 연구 목표 CT 방사선 노출 관련 심층 분석 ■ 연구 내용 및 범위 - 연간 단위로 age - and sex-standardized incidence rate ratio for hematologic malignancies를 측정함. - 혈액암과 관계가 큰 골수 피폭 선량에 중점을 두어 피폭량을 정량화함. - 충수절제술 당시의 CT 피폭 여부와 상관없이 모든 CT 검사를 횟수를 세어 CT 검사 횟수와 발암간의 용량-반응 관계를 규명함. - 나이 및 성별 이외에 추가 교란 변수를 보정한 incidence rate ratio를 측정함. - CT 방사선 노출을 줄이기 위한 노력의 일환으로, 자주 인용되는 5가지 clinical scoring system을 사용하여 환자 분류(patient triaging)시 CT 검사 감소율 및 진단 정확도를 측정함. □ 연구개발성과 ■ CT 방사선량 진단참고기준 설정에 활용 실증적 발암확률 제시함으로써 방사선량 진단참고기준의 참조치로 활용함. ■ 정량적 연구개발성과 연구의 결과를 JAMA Surgery (Impact Factor 13.625) [2021년 1월 JAMA Surgery Editor's choice로 선정]와 Radiology (Impact Factor 7.931)에 출판함. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ■ 국민 건강 증진 효과 - 암은 국민 건강을 위협하는 실제적 위험일 뿐 아니라 의료비 국민 부담을 증가시키는 요인임. - 본 연구의 결과는, 의료에서의 과도한 CT 남용을 제한하는데 기초자료로 사용할 수 있음. ■ 임상 진료에 활용 - CT는 높은 진단능으로 임상진료에 널리 이용되고 있음. 정상 수명이 기대되는 환자에서 방사선량이 일정치를 초과할 경우, MRI와 같은 다른 진단기법의 사용을 권장할 수 있음. ■ CT 방사선량 설정 가이드라인 제정 - 발암 확률을 고려하여 한국인의 특성에 맞는 적정 방사선량을 설정 및 권장할 수 있음. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박지훈
• 주관연구기관 : 분당서울대학교병원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 전산화단층촬영;인구 집단 연구;발암 위험도;방사선 피폭;빅데이터; 2. Computed tomography;Population based study;Carcinogenic risk;Radiation exposure;Big data;

Ⅳ. 연구개발결과 - 240 keV 정전형가속기 빔 인출 : COVID-19로 인한 계획변경, 240 keV 정전형 가속기 설치 및 진공시험 - 1.5 MeV 정전형가속기 설계 및 부품 제작 : 빔 스트리핑 터미널 개발을 위한 시스템 구축 및 시작품 개발 착수 국내기술을 통한 1.2MeV급 직류전원장치 공동개발 빔 집중도 향상을 위한 이온소스 후의 인젝션 구간의 최적화 - 타겟 BSA 통합 설계 : 통합성능 기술문서 - 양성자 및 중양자 1.5 MeV 기준 KINS 시설 인허가준비 가속에너지 500keV 이상의 H+를 기준으로 Al타겟에서 차폐계산 및 가속기 시험을 위한 시설 인허가 완료 - 식약처 인허가를 위한 성능평가 지표 도출: 기술문서를 구성하기 위한 인덱스를 정의, 필요한 리스트 작성 (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 홍봉환
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 정전형가속기;절연 트랜스포머;대전류 아르곤가스 스트리퍼 중성자 발생 타겟;중성자 성형장치; 2. Electrostatic accelerator;Isolated Transformer;High current Argon gas stripper;Neutron Target;BSA;

□ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 화학적 수송모델에 접합할 수 있는 다분산 대기에어로졸 복사 및 광학모듈 개발과 검증 ■ 전체 내용 -화학적 수송모델에 접합할 수 있는 다분산 대기에어로졸 복사 및 광학모듈 개발 -개발된 복사 및 광학모듈을 화학수송모델에 접합하여, 시정, 에어로졸광학두께 등의 에어로졸의 광학적 산출물 도출 -화학수송모델에 의하여 도출된 에어로졸의 광학적 산출물에 대한 원격자료와의 비교 검증. ■ 1단계 ￭ 목표 화학적 수송모델에 접합할 수 있는 다분산 대기에어로졸 복사 및 광학모듈 개발과 검증 ￭ 내용 -화학적 수송모델에 접합할 수 있는 다분산 대기에어로졸 복사 및 광학모듈 개발 -개발된 복사 및 광학모듈을 화학수송모델에 접합하여, 시정, 에어로졸광학두께 등의 에어로졸의 광학적 산출물 도출 -화학수송모델에 의하여 도출된 에어로졸의 광학적 산출물에 대한 원격자료와의 비교 검증. □ 연구개발성과 본 연구를 통하여, 에어로졸의 조성 및 크기변화가 에어로졸의 광학적 특성 및 복사 강제력에 미치는 영향을 파악하기 위한 이론적 모형을 개발하고 이를 화학수송 모델에 접합하고 그 민감도를 파악하였음. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 연구를 통하여 도출된 연구결과는 선행연구를 통하여 도출된 에어로졸의 광학적 특성 관련 연구결과를 기반으로 고도화 및 정교화 작업을 통하여 화학수송 모델에 접합함으로서 기존의 원격측정등에서 도출되는 에어로졸의 시공간적 광학적 특성자료와 개발된 모델과의 여러 정량적 비교를 통하여 에어로졸의 특성 파악에 대한 활용될 것으로 기대됨. 또한 국내에서도 미세먼지 예보제의 시행과 더불어 화학수송모델을 기반으로 미세먼지의 예측이 현업화 되어 활용되고 있으며, 한국형 미세먼지 예보 모형을 개발중에 있으며, 정지 궤도 환경위성의 발사를 앞두고, 원격 위성자료로부터 AOD등의 에어로졸 관련 산출물의 질적 제고를 위한 많은 연구들을 진행 중에 있으므로, 본 연구에서 개발하고자 하는 화학수송모델을 통한 미세먼지 농도의 산출과 이를 활용한 광학적 산출물의 계산은 장기적으로 원격 위성자료의 질적 제고 및 활용도 향상에 대한 기초적, 이론적 연구로 활용될 수 있을 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정창훈
• 주관연구기관 : 경인여자대학교
• 발행년도 : 20211100
• Keyword : 1. 에어로졸;광학 특성;에어로졸 광학두께;화학수송모델;복사강제력; 2. aerosol;optical property;aerosol optical depth;chemical transport model;radiative forcing;

□ 연구개요 본 연구는 항암제 내성 대장암세포에 항염증 치료제를 이용하여 산화 및 염증 반응과 관련된 ROS 및 Shh 신호전달 기전을 규명하고, 이를 통하여 항암제 내성 대장암을 극복 할 수 있는 항암 보조 항염증 치료제를 발굴 하고자 함. 궁극적으로 항암제 내성 관련 산화 및 염증 반응 기전을 통하여 항암제 내성 암의 새로운 치료제의 기반을 마련하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 1차년도 : 항암제 내성 대장암세포 구축 1) 대장암 치료에서 주로 사용되는 항암제의 선정 :　5-FU, Oxaliplatin 선정함. 2) 선정된 항암제 내성 대장암세포의 제작 : 선정된 항암제 내성 대장암 세포 제작 : Colon cancer HT29 와 HCT116 cell에 대해 resistance cell line 구축. 3) 제작된 항암제 내성 세포의 검증 : 제작된 세포가 다양한 항암제 농도에서 생존 하는지를 규 명하기 위해 cell viability를 확인하여 내성 세포주 검증함. 2. 2차년도 : 항암제 내성 대장암세포에 다양한 항염증 치료제 적용하여 산화 및 염증 관련기전 검증. 1) 항암 효과가 있는 다양한 항염증 치료제의 선정 : conoidin, mesalazine 2) 선정된 항염증 치료제를 항암제 내성 대장암세포에 적용하여 산화, 염증 반응 관련 기전 검증. 2.1) Conoidin A를 항암제 내성 대장암세포에 산화, 염증 반응 관련 기전 검증함. 2.2) Mesalasine을 항암제내성 대장암세포에 산화, 염증 반응 관련 기전 검증함. 3. 3차년도 : 검증된 항염증 치료제를 이용한 임상연구 계획 및 항암제 내성 다른 소화기암 세포주에 활용 1) 항암제 내성 췌장암 세포(5-FU-R PDAC cells)에서 antioxidant transcription factor인 nuclear factor (erythroid-derived 2)-related factor 2 (NRF2)의 역할 검증함. 2) 췌장 신경내분비 종양(QGP-1 human pancreatic neuroendocrine neoplasms(pNENs) cell line and patient-derived pNEN tissue)에서 Prx2의 항암제 치료 반응에 대한 biomarker로서의 역할 검증함. 3) 본 연구 결과에서 발굴한 항염증 치료제인 conoidin, mesalazine을 바탕으로 인체유래물 은행에 보관되어 있는 환자의 대장암 조직을 분양받아 이를 바탕으로 산화 및 염증 반응과 관련된 ROS, Shh 신호 전달 기전을 다시 검증 하며 이 결과가 나오면 이를 바탕으로 실제 환자를 대상으로 임상 연구를 계획 중. □ 연구개발결과의 중요성 - 본 연구를 통하여 항암제 내성 대장암세포에서 항염증 치료제를 이용하여 암 발생과 연관된 산화 및 염증 반응 관련 기전에 대한 기반을 구축하였으며 또한 in vivo에서도 같은 반응을 보임을 증명함. - 본 연구를 통하여 항암제 내성 췌장암세포주에서 항산화 관련 NRF2의 역할을 검증을 통하여 추후 항염증 치료제를 췌장암에도 적용할 수 있는 기반 마련. - 본 연구를 통하여 췌장 신경내분비 종양에서 산화, 염증 반응의 기전을 활용하여 Prx2의 항암제 치료 반응에 대한 biomarker로서의 활용의 기반을 마련. - 향후 본 연구를 기반으로 인체유래물 은행에 보관되어 있는 대장암으로 진단받고 5FU, Oxaliplatin등을 사용하였으나 항암제 내성을 보인 환자의 대장암 조직을 분양받아 이를 바탕으로 본 실험에서 발굴한 항염증 치료제인 conoidin, mesalazine을 사용하여 산화 및 염증 반응과 관련된 ROS, Shh 신호 전달 기전 증명을 통하여 실제 임상실험에 적용 가능함. 이를 통하여 항암제 내성 대장암을 극복할 수 있는 새로운 치료제 개발의 기반 마련. - 다양한 암종 및 질환에 대하여 적용할 수 있으며, 기존 연구와 연계할 경우 다양한 현상에 관하여 설명 할 수 있는 기반을 마련할 수 있음. 기존의 전략과는 다른 치료 방법으로 대장암 이외의 암에도 적용 가능 할 수 있을 것으로 사료되며, 각종 항암제 내성 획득 암에 대한 새로운 치료 전략 마련. 플랫폼으로서 역할을 할 수 있을 것임. 현재 연구를 바탕으로 항암제 내성 대장암세포에서 항염증치료제를 이용하여 암 발생과 연관된 산화 및 염증 반응 관련 기전을 바탕으로, 실제 항암제 내성 대장암 환자를 대상으로 한 임상연구를 진행하고, 더 나아가 다양한 항암제 내성 암을 대상으로 내성기전을 증명하는 과정을 반복하며 이를 바탕으로 내성암 치료제 개발의 진일보에 기여함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정석후
• 주관연구기관 : 가톨릭관동대학교
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 항암제 내성;대장암;항염증 치료제;활성화 산소종;염증 반응;

□ 연구개요 포유류의 meiosis prophase I stage에서 chromosome homologous pairing 형성을 위해 chromosome의 telomere가 nuclear envelope (NE)에 tethering된다. 이를 위해 telomere에 결합하고 있는 shelterin complex가 TERB1-TERB2-MAJIN complex exchange되는데 이 과정에 CDK2/RingoA의 phosphorylation이 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 본 연구는 CDK2/RingoA의 phosphorylation에 의해 조절되는 telomere cap exchange 기작연구와 TERB1-TERB2-MAJIN 단백질 구조 연구를 통해 telomere - nuclear envelope (NE) tethering 현상을 규명하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1. SUN1 (Sad1 and UNC84 domain containing 1), TERB1 (telomere repeat binding bouquet formation protein 1) phosphorylation에 관여하는 CDK2 isomer 확인 : CDK2 isomer (p33, p39) 가운데 p39의 soluble protein 확보하는데 실패하여 확인하지 못함 2. CDK2/RingoA – TERB1(SUN1) complex 구조연구 : CDK2/RingoA complex를 얻지 못하여 CDK2/RingoA-TERB1 complex 구조 연구를 완성하지 못함 3. TERB1-TERB2-MAJIN complex 구조연구 : 연구수행중 해외 2 기관에서 complex 구조 밝힘 □ 연구개발결과의 중요성 본 연구 진행중 bacteria Glutathione transferase 구조를 밝히게 되었고, 기존에 N-terminal과 C-terminal이 hydrogen bond network에 의해 구조 안정화 된다는 보고와 달리 potassium coordination이 관여할 수 있는 현상을 확인하였다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 한영현
• 주관연구기관 : 건양대학교
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : CDK2;MAJIN;TERB1;SUN1;RingoA;bacteria GST;potassium coordination;

연구개요 본 연구에서는 크러스레이트 화합물의 형성을 이용하여 합성가스의 주요 구성 성분(CO₂, CO, H₂)이 크러스레이트 화합물 내로 포집되는지 여부를 확인하며, 필요에 따라 주요 성분들의 분리/농축을 달성할 수 있도록 하며 이에 따른 합성가스 연료의 발열량 및 엔진 효율의 변화를 파악하는 것을 목표로 함. 이를 위하여 합성가스 주요 구성 성분들의 순수 상태 및 이들 성분이 다양한 조성으로 혼합된 2성분/3성분 혼합 가스로부터 크러스레이트 화합물 샘플을 형성하고 분광학적 분석을 통해 분석함으로써 크러스레이트 화합물 내로 포집되는 기체의 포집률과 이에 따른 혼합 가스로부터의 분리 효율을 정량적으로 분석하고자 함. 연구 목표대비 연구결과 본 연구에서는 최초에 설정하였던 목표들을 모두 달성하였다. 우선적으로 합성가스를 구성하고 있는 순수물질들이 유기 크러스레이트를 형성하면서 그 내부에 포집되는지를 3가지 순수 가스인 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO₂) 및 수소(H₂)에 대해 확인하였고, 그 결과 CO와 CO₂는 유기 크러스레이트를 형성하는 반응을 하며 내부로 포집되는 반면, H₂는 반응이 일어나지 않고 포집도 되지 않음을 확인하였다. 이어서 다양한 조성의 2성분 혼합가스인 (CO+CO₂), (CO₂+H₂) 및 (CO+H₂)에 대해서도 마찬가지로 유기 크러스레이트 형성 실험을 수행하였다. 그 결과 H₂는 포집이 되지 않기 때문에 (CO₂+H₂) 및 (CO+H₂)의 혼합 가스에서는 조성에 관계없이 CO와 CO₂만을 선택적으로 포집하는 것이 확인되었으며, 1-step으로 분리 공정을 설계할 수 있다는 결론을 도출하였다. 반면, 두 가지 성분이 모두 포집되는 (CO+CO₂) 혼합 가스의 경우에는 압력 및 온도 조건에 따라서 원하는 성분만을 선택적으로 분리/회수하는 것이 가능할 것으로 판단되었다. 3성분 혼합 기체에 대해서도 분광학적 분석 실험과 GC/EA를 사용한 정량 분석 실험을 수행함으로써 성분별 분리 거동을 확인할 수 있었는데, 3성분 혼합기체로부터 CO₂의 선택적 분리는 낮은 압력(5~40 bar)을 사용하여 하이드로퀴논과 반응함으로써 1-step으로 수행할 수 있으며, CO만을 선택적으로 분리하기 위해서는 낮은 압력에서의 CO₂ 분리 후 높은 반응 압력(40~80 bar)을 사용하여 2-step으로 수행할 수 있다는 결과가 얻어졌다. H₂는 반응 이후 최종적으로 분리되지 않은 채로 기상에 남게 된다. 40 mol% CO+40mol% H₂+20 mol% CO₂로 구성된 feed gas의 1 ton/day 공급에 따른 CO₂의 포집 분리를 모사한 결과, CO₂의 완전한 분리를 위해 필요한 하이드로퀴논의 양은 3,527 kg/day이며 이 경우 CO₂가 완전히 제거됨으로써 합성가스의 발열량은 최초 대비 73.3% 증가하게 됨. 만일 CO₂의 완전한 분리를 달성할 필요가 없거나 하이드로퀴논 반응물에 소모되는 비용을 줄이기 위해 이보다 적은 양을 사용할 경우, 500∼3000 kg/day의 사용량에 따라 재가스화 후 재활용을 하는 방식으로 운용할 수 있다고 판단됨. 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 확보된 분석 연구 자료는 추후 한국에너지기술연구원 같은 기관과의 협의를 통하여 파일럿 플랜트 및 실제 플랜트 규모에서 사용되는 혼합연료 조성에 대해 적용함으로써 분리/회수 기술 적용시 발열량과 엔진효율 게산을 위한 기본 핵심 자료로 사용하며, 이에 필요한 실험 자료를 우선적으로 확보하고 이를 활용하여 발열량 및 분리 시 효율 향상을 파악하는 데에 주력할 예정이다. 향후 이러한 연구를 통하여 공정의 scale-up이나 공정조건에 따른 효율 개선 작업에 필요할 경우, 추가 연구를 통하여 필요한 핵심 자료를 함께 제공함으로써 우수한 연구 성과 도출을 위해 지속적으로 사용될 예정에 있다. 분석 연구를 통해 얻어진 합성가스의 성분별 분리/정제 및 그 불순물 제거에 대한 실험 결과는 관련 분야에서 중요성을 갖는 우수한 연구 성과이므로 앞으로도 다수의 논문 발표를 통하여 성과를 국내외에 지속적으로 알릴 예정임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이종원
• 주관연구기관 : 공주대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 합성가스;크러스레이트;수소;분리;하이드로퀴논; 2. syngas;clathrate;hydrogen;separation;hydroquinone;