초록 ▼

○ 연구목표
○ [T34513] 바이러스 감염을 진단할 수 있는 산화민감성 단백질 마커 발굴 및 개발
○ [T34527] 새로운 항생 펩타이드 발굴 및 3차원 구조-활성 관계 규명을 통한 새로운 펩타이드 성 항생제 개발
○ [T34513] 생체분자영상 및 나노의약 기술을 기반으로 향후 골다공증 및 골질환 재생 시장에서 경쟁할 수 있는 새로운 골다공증 및 골질환 치료제를 개발하고, 골다공증 제어 및 골질환 재생연구를 통하여 치료효능을 극대화 하고자 함.
○ [T34523] 고품질 그래핀의 합성메커니즘을 밝히고,

○ 연구목표
○ [T34513] 바이러스 감염을 진단할 수 있는 산화민감성 단백질 마커 발굴 및 개발
○ [T34527] 새로운 항생 펩타이드 발굴 및 3차원 구조-활성 관계 규명을 통한 새로운 펩타이드 성 항생제 개발
○ [T34513] 생체분자영상 및 나노의약 기술을 기반으로 향후 골다공증 및 골질환 재생 시장에서 경쟁할 수 있는 새로운 골다공증 및 골질환 치료제를 개발하고, 골다공증 제어 및 골질환 재생연구를 통하여 치료효능을 극대화 하고자 함.
○ [T34523] 고품질 그래핀의 합성메커니즘을 밝히고, 금속과 분자를 이용한 도핑 및 밴드갭 조절 등 선택적 기능화 구현
○ [T34520] 미소영역 내 존재하는 미량의 원소 분포 및 전자 구조를 TEM, STEM, EELS 기술의 조합으로 관찰하며 계산 기술을 통하여 해석하여 물질 특성과의 상관관계를 규명.
○ [T34517] 정보 저장기능 및 발진기능 등 스핀 돌림힘 현상을 이용한 기능성 전자스핀 소자의 기능성 향상에 필요한 측정 기술과 전자스핀의 동역학적 거동 제어기술을 확보하기 위하여, 에너지 변환 기능 전자스핀 소자의 동역학적 특성을 계측하고 분석.
○ [조영욱] 분화된 갈색지방의 지방연소 기능을 활성화 시키는 물질 탐색을 통한 비만 억제 물질 탐색
○ [T34519] MgB2 초전도선을 이용하여 전도냉각 방식으로 운전되는 초전도 자석 시스템을 개발
○ [현상원] 실시간 파면보정용 변형거울을 위한 고속 냉각기 설계 및 기초실험
○ [T33518] Cryo-electron microscopy를 기반으로 다학제 융복합이미징을 통해 바이러스 캡시드단백질의 고분해능 3차원 구조를 규명하여 항바이러스 물질 개발 및 나노 의과학 기술 발전에 기여함.
○ [T34524] 차세대 메모리/비메모리 반도체 제작 공정에 광범위하게 사용될 것으로 예상되는 루테늄 (Ruthenium, Ru) 및 루테늄 옥사이드 (RuO2) 박막의 원자층 증착공정 (atomic layer deposition, ALD) 개발 및 이에 대한 물성 분석 기술 개발
○ [T32516] 본 연구는 상전이 특성, 압전 특성, 층상구조 특성을 갖는 이방성 나노구조체의 구조적, 전기전자적, 자성적, 광학적, 열적 특성 등의 기본적인 물성 이해를 바탕으로 역학적 거동과 기본적인 물성과의 상호 연계 작용에 의한 복합 물성의 현상 규명 및 in-situ 나노스케일 측정/분석 기술 개발 및 적용을 목표로 한다.
○ [T34522] 세포내 단백질의 고유기능 및 새로운 기능 연구 및 핵내에서 타겟유전자의 전사조절과 미토콘드리아내의 세포사멸기전을 바탕으로 세포수준에서 개체수준으로 역할을 확대해서 궁극적으로 노화연구 및 작용기전 연구을 통한 질환치료 분야의 기초 원리를 이해하는데 기여

○ 연구내용
○ [T34513] LC-MS/MS 시스템을 활용한 단백질 바이오마커 발굴을 위한 전처리법을 개발하고 데이터를 자동으로 해석할 수 있는 프로그램을 개발함.
○ [T34527] 화합적 방법을 통한 다양한 소수성 작용기로 치환된 히스티딘/트립토판 유도체 합성 및 정제 및 NMR spectra를 통한 구조 분석. 구조 도출: NOESY, DQF-COSY, TOCSY, ROESY, Hydrogen exchange, 구조-기능 상관 관계 정보를 이용하여 펩타이드성 항생제 후보물질 도출
○ [T34513] 뼈흡수 억제제/골형성 촉진제 전달용 생체적합성 나노의약 및 골재생을 위한 나노의약을 이용한 골다공증 치료 및 골재생 효능 평가
○ [T34523] 고결정성ㆍ대면적 epitaxial 그래핀 합성메커니즘 이해, 적층구조 변화에 따른 epitaxial 그래핀의 전자구조 제어, 금속과 분자를 이용한 도핑, 밴드갭 조절 등 선택적 기능화
○ [T34520] 저 오염 TEM 시편 및 전자빔 저 손상시료 가공 법, 고공간 STEM-EELS 관찰 기술 및 Chemical State 해석기술 확립, 자성반도체내 자성상의 형성 메카니즘 연구 및 심해저 Clay mineral Chemical State 연구
○ [T34517] Inverse spin Hall 현상 측정 및 분석도구 개발, 구조 변화에 따른 특성 분석 및 스핀 전류의 동역학적 특성 규명
○ (조영욱) brown preadipoctye cell line 확보 및 HTS를 위한 갈색지방의 분화 시스템 구축, 지방연소 촉진 천연물질 스크리닝 및 유전자 변형 마우스를 이용한 갈색지방 특이적 유전자 제거를 통한 갈색지방 연구
○ [T34519] MgB₂ 선재 및 코일에서의 직/교류 특성 해석코드 개발, 전도냉각 방식을 위한 다중물리 (전자계-열-구조) 설계 기술 확보, 초전도 자석 권선기술 확립 및 전도냉각방식의 MgB2 전자석 시스템 확보, ECR 이온원으로의 적용을 위한 초전도 자석 요소기반기술 개발, 초전도선 특성 향상 연구 및 접합 기술 개발
○ (현상원 박사님)직경 100 mm 급 변형거울용 수냉식 고속 냉각기 연구 및 설계
○ [T33518] 타겟 캡시드 단백질을 대량으로 생산하여 단백질 자체결합 (self-assembly) 물질의 고분해능 cryo-EM 3차원 구조를 규명 및 Cryo-EM을 주축으로 하여 다학제 구조생물학 기법과의 융합이미징을 통해 단백질-단백질 상호작용 및 캡시드 결합·분해 원리를 유추. 개체 단백질간의 상호작용 억제용 항바이러스 물질 개발 및 대량생산된 캡시드 입자를 나노템플릿으로 활용하여 양질의 나노입자 생산에 기여.
○ [T34524] 원자층 증착법의 증착 scheme에 따른 나노스케일 ALD-Ru 박막 및 ALD-RuO₂ 박막의 물성 (composition, impuritiy, microstructure, phase) 분석 기술 확보
○ [T32516] 나노구조체에 전기적, 기계적, 열적 스트레스가 인가되었을 때 라만 scattering, 고배율 광학현미경, 원자힘 현미경 등을 이용하여 복합 물성을 연구나노구조체의 구조적 특성과 전기전자적 특성의 상관관계, 구조적 특성과 광학적 특성의 상관관계, 열적 특성과 전기전자적 특성의 상관관계 등의 복합적인 연계현상의 이해를 위해 in-situ 나노 복합물성 분석기술을 개발
○ [T34522] NGFI-B와 Btg2 유전자의 핵, 미토콘드리아에서의 작용 및 기능과NGFI-B와 Btg2 유전자의 개체수준의 기전연구

○ 연구개발에 따른 기대성과
[권요셉 박사님]
■ 노인성 암 및 대사질환 조기 진단에 이용 가능
■ 노인성 암 예방ㆍ치료 백신 개발용 타깃단백질 및 peptide 제공
■ 단백질의 산화ㆍ환원에 의해 조절되는 새로운 신호전달계의 발견
■ 새로운 형태의 표적 단백질 발굴을 통한 진단 시장 개척
■ 암세포사멸과 관련된 신호전달체계에서 활성산소종 및 항산화효소의 역할 규명
■ 암세포사멸을 유도하는 세포 내 산화환원 조절단백질 발굴
■ 새로운 항암 제제 개발을 위한 원천기술 제공
[박희정 박사님]
■ 항생활성은 유지하면서 크기를 대폭 줄이는 펩타이드를 개발함으로써, 그 동안 펩타이드성 약물 개발에 문제가 되었던, 크기의 제약을 해결할 것으로 기대됨.
■ NMR을 이용한 펩타이드 3차 구조 분석 및 drug screenin 시스템 확립은 구조의 기반을 둔 펩타이드 약물 개발 시스템을 체계화, 가속화시킬 수 있음.
■ 구조-기능 상관 관계에 근거한 항생 작용 기전 연구의 기반 제공: 규명된 펩타이드의 구조를 바탕으로 3차원 분자 구조 모델링 기술과 drug screening 기술을 이용해서 작용 기전에 관한 정보를 제공함으로써, 암 치료에 대한 새로운 접근을 위해 제공된 기술을 활용함
■ 새로운 펩타이드성 항생제 개발을 위한 개발 마련
[박경순 박사님]
■ 급속한 고령화에 따른 노인 인구의 증가로 인해 골다공증환자 비율이 급속하게 증가되고 있으며, 골다공증 예방 및 치료차원의 차세대 골다공증치료제 개발 및 차세대 골다공증 치료에 대한 원천기술 확보
■ 골다공증 치료제로 주목을 받고 있는 anabolic 약품의 개선을 통하여 신기술 창출 기여와 국가경쟁력을 높임.
■ 새로운 골다공증치료제에 대한 최적의 개량신약후보 물질을 창출하게 되면, 향후 세계 골다공증시장에 우위를 확보할 것으로 사료됨.
[전철호 박사님]
■ 고품질 대면적 epitaxial graphene 합성법 확보 및 메커니즘 이해를 통해 고성능 RF 소자 제작에 활용.
■ 그래핀과 다양한 물질간의 상호작용 이해를 통한 융합과학기술 개발 연구에 기여.
■ 미래지향적인 소재인 그래핀의 합성 및 분석 관련 선도기술을 확보함으로써 국가경쟁력 제고.
[백현석 박사님]
■ 연구개발 결과는 연구 Report로 정리하고 유수 SCI 저널에 게재.
■ 고공간 분해능 STEM-EELS 기술을 정립하여 전문연구, 공동연구에 활용.
■ 국내 연구기관, 기업에 Consulting 수행
[박승영 박사님]
■ 자화반전 및 전자스핀의 세차운동을 이용한 기능성 전자스핀 소자에서 보다 적은 전류를 이용하여 전자스핀이 목적한 동작을 수행하도록 하기 위한 연구임. 따라서 메모리분야에서는 저전류 구동이 가능하여 산업에서 필요로 하는 공정 요건을 충족시킬 수 있어 차세대 비휘발성 메모리의 상용화를 앞당길 수 있음. 또한 스핀 발진기 연구와 관련하여 입력 전류 대비 고출력 요건을 달성하기 위한 기초연구에 활용이 가능할 전망임.
[조영욱 박사님]
■ 새로운 비만 억제제 개발 및 차세대 비만 치료에 대한 원천기술 확보
■ 새로운 비만 메카니즘 제시
■ 지방분해능을 측정하는 시스템 개발을 통하여 보다 능률적으로 효과적인 비만 억제 물질을 스크리닝할 수 있음.
■ 비만에 의한 사회경제비는 2015년에 약 10조원으로 예상된다. 이런 사회경제비를 크게 줄일 수 있어서 국가 경쟁력을 높일 수 있다.
■ WHO에서 발표한 자료에 따르면 2010년 기준으로 10년 후에는 비만 인구가 50% 늘 것이라고 한다. 비만 치료제 시장은 주요 선진국의 경우 2008년 5억 달러에서 2018년에는 105억 달러로 급성장할 전망이다. 최적의 비만 억제제를 얻으면, 105억 달러에 이르는 세계 비만 억제제 시장에서 원천기술 확보 및 물질을 확보하여 우위를 확보할 수 있다.
[최세용 박사님]
■ 기술적인 측면에서 전도냉각 방식의 초전도 자석 설계 및 제작 기술을 확보함으로써 향후 ECR이온원에 직접적으로 적용할 수 있는 MgB2 자석의 개발 또는 유사한 전도냉각형 방식의 초전도 자석 시스템의 개발에 직접적으로 활용될 수 있다. 또한 개발과정에서 하면서 부수적으로 확보되는 요소기술: (1) MgB2 초전도 선재의 직/교류손실 해석 코드 및 예측 기술, (2) MgB2 초전도 선재의 미세 접합기술 및 접합저항 평가기술, (3) MgB2 초전도 자석의 과도상태 예측 및 보호 기술 등은 각각의 단독적인 연구 결과만으로도 관련 연구 분야에 기여하는 바가 클 것으로 판단된다. 본 연구는 기초를 공고히 하여 관련 핵심 및 요소 기술들을 개발하고 이를 고도화 할 수 있다는 점에서 연구의 필요성이 매우 시의적절하다 판단된다. 또한 확보된 기술들을 바탕으로 향후 관련 기업들과의 산학연 연구 역시 기대된다. 본 연구를 통하여 확보된 기술들은 국내 산업체의 적용시도가 본격화 된다면 세계적인 수준에 도달할 수 있는 요소기반기술을 확보했다는 점에서 그 파급효과가 크다는 장점이 기대된다.
[현상원 박사님]
■ 전략물자인 냉각형 변형 거울의 국산화를 통해 고출력 레이저 조사장치나 우주물체감시카메라등 국가안보 및 국민의 안전과 삶의 질에 영향을 미칠 수 있는 대형 광학장치의 독자개발이 가능해짐
■ 변형거울은 안과에서 망막검사나 피가 흐르는 혈관의 이상검사와 레이저 응용기기 등에도 적용 가능하므로 의료 및 IT 관련 첨단산업에 즉시 활용할 수 있음
■ 지상 및 우주에서의 laser communication 에서도 즉시 활용이 가능함
[현재경 박사님]
■ 세계적으로 각광받고 있는 cryo-EM 활용 단백질 구조분석법을 국내에 보급하고, 자체적인 분석법과 요소기술의 개발을 통한 독자적인 연구기술의 확립.
■ 캡시드를 타겟으로 하는 신개념 항바이러스 물질의 개발을 통해 미래지향적 원천기술을 선점할 수 있는 기반을 마련함.
■ 캡시드의 고분해능 구조정보와 합성원리를 확보하여 항바이러스 물질 개발 및 나노입자 생산과 같은 미래유망산업의 기초기술 확립.
■ 감염성 질병과 밀접한 관계가 있는 본연구과제의 수행을 통해 치료법 및 진단법과 같은 의과학에 활용하여 신산업 창출에 기여할 성장 동력을 마련함.
[홍태은박사님]
■ 비메모리 반도체의 핵심 기술인 구리 배선 공정의 원천 기술 확보를 통한 관련 산업 경쟁력 제고.
■ 메모리 반도체의 다양한 공정으로의 적용을 통한 차세대 메모리 공정 기술에 기여.
■ 국내 반도체 chip maker/장비업체 로의 기술 이전을 통한 우리나라 반도체 기술의 경쟁력 증대.
■ 메모리/비메모리 분야에 광범위하게 적용되는 나노스케일 박막의 물성 분석 기술 확보→ High speed, low power, high density를 요구하는 미래 소자의 요구에 부합하는 공정의 기반 기술 구축 및 물성 분석 기술 확보.
[홍웅기 박사님]
■ 복합 거동에 대한 물성이해는 새로운 지식을 창출하는데 큰 역할을 할 것으로 예상되며, 나노소재/소자 응용분야 발전의 기반이 될 것이다.
■ 복합물성 측정/평가 기술 개발을 통해 나노소재/소자의 설계와 신뢰성 평가 데이터를 제공함으로써 나노 구조물을 이용한 나노스케일 소자 개발에 기여할 수 있다.
■ 본 과제를 통해 참여 연구원들은 나노화학기술, 물리적, 광학적, 전기전자적 지식등의 다학제적인 내용을 학습 할 수 있으며 나노소재/소자 분야의 전문적인 지식을 갖추고 분석지원 및 연구에 있어서 창의성을 발휘할 수 있을 것으로 기대된다.
[박재일 박사님]
■ 세포내의 하나의 유전자가 알려진 역할 이외의 다른 기능을 담당함을 통한 멀티기능 연구에 기여
■ 위의 연구를 통한 핵과 세포질사이의 유전자이동 메카니즘을 규명하고, 이는 기초연구 및 임상 연구의 중요한 토석이 될 것으로 예상
■ 두 유전자간의 상호작용은 세포내의 전사조절과 생사에 중요한 역할을 규명하고 궁극적으로는 항상성 유지를 통한 질환모델의 연구에 기여

목차 Contents

• 2014년도 주요사업 연차실적보고서 ... 1
• Ⅰ. 과제 개요 ... 1
• 1. 현 황 ... 1
• 과제 요약서 ... 2
• 2. 연구진척도 및 목표달성도 ... 7
• Ⅱ. 연구개요 및 수행결과 ... 8
• 1. 연구개발 개요 ... 8
• 2. 연구목표, 전략 및 방법 ... 30
• 3. 연구내용 및 결과 ... 58
• 4. 국내ㆍ외 연구협력 실적 ... 103
• Ⅲ. 연구성과 및 활용 ... 104
• 1. 과학기술적 성과 ... 104
• 2. 성과활용ㆍ확산계획 및 실적 ... 105
• Ⅳ. 연구개발비 집행현황 ... 106
• 참 고 자 료 ... 119
• 끝페이지 ... 143