초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
ㅇ 최종 연구내용
• 인간 후각 수용체 유전자를 도입함으로써 인간의 후각 기능을 가지는 인공 후각 세포를 제조하고, 이를 이용한 냄새의 시각화 및 후각 작용 메커니즘 분석
• 인간 후각 수용체 단백질을 생산하고, 이를 나노소자와 결합함으로써 인간 후각을 대신할 수 있는 다채널 센서 시스템 개발
• 후각의 코드화 및 측정표준의 기초 확립을 위한 냄새지도 작성
ㅇ 연차별 연구내용
• 1차년도
- 인간의 17번 염색체 상의 후각 수용체 유전자 클로닝

□ 연구의 목적 및 내용
ㅇ 최종 연구내용
• 인간 후각 수용체 유전자를 도입함으로써 인간의 후각 기능을 가지는 인공 후각 세포를 제조하고, 이를 이용한 냄새의 시각화 및 후각 작용 메커니즘 분석
• 인간 후각 수용체 단백질을 생산하고, 이를 나노소자와 결합함으로써 인간 후각을 대신할 수 있는 다채널 센서 시스템 개발
• 후각의 코드화 및 측정표준의 기초 확립을 위한 냄새지도 작성
ㅇ 연차별 연구내용
• 1차년도
- 인간의 17번 염색체 상의 후각 수용체 유전자 클로닝
- 배양이 용이한 세포에 후각 수용체 단백질 발현 및 후각 기능 확인
- 이온채널을 연결한 후각 수용체 유전자 라이브러리 구축
• 2차년도
- 이온채널이 연결된 후각 수용체를 발현하는 인공 후각 세포 제작
- 인공 후각 세포로부터 나노베시클 제조 및 기능 확인
- 냄새 물질과 후각 수용체의 결합 분석 및 시각화
- 수용체 단백질 패터닝 및 집적화
- 후각 작용 메커니즘에 대한 연구
• 3차년도
- 마이크로유체 기술을 적용한 후각 수용체 감지 시스템 제작
- 이온채널이 연결된 후각 수용체를 나노소자와 결합하여 민감한 센서 시스템 개발
- 나노소자를 이용한 다채널 센서 시스템 개발
- 여러 냄새에 대한 이미지 분석 및 데이터베이스화
- 다채널 센서시스템을 이용하여 후각의 코드화 및 후각 측정표준 확립을 위한 냄새지도 작성

□ 연구결과
• 본 연구를 통하여 비교적 다양한 향취물질을 감지하는 후각 수용체들로 이루어져 있는 인간의 17번 염색체의 14종 모두의 후각 수용체를 이용하여 인공 후각 세포를 만들었음.
• 이러한 인간 후각 세포를 이용하여 향취와 악취를 포함한 냄새 인지의 메카니즘에 대한 기초적인 연구를 수행하였음.
• 또한 이온 채널을 연결한 후각 수용체를 발현하는 인공 후각세포를 이용하여 인공 후각세포의 세포내 복잡한 신호전달 과정 없이 간단하게 냄새를 시각화, 인공 후각세포와 향에 대한 반응을 luciferase 어세이를 이용한 장미향의 시각화 및 코드화를 하였음.
• 이러한 인공 후각 세포를 이용한 미세유체 시스템을 개발하여 실제 후각에서 일어나고 있는 즉, 후각세포가 가스상태의 냄새물질들을 감지하는 반응을 형광을 이용하여 시각화하였음.
• 최종적으로는 14종의 후각 수용체 나노베시클과 탄소나노튜브를 이용한 다채널 센서 시스템을 개발하여 더욱 안정된 방식으로 여러 향취를 포함한 장미향을 시각화하고 코드화하였음.

□ 연구결과의 활용계획
• 본 연구에서 개발된 센서 시스템을 이용한 향취의 시각화 및 코드화는 나아가서는 표준화를 할 수 있는 tool에 대한 토대를 마련할 것임.
• 이러한 연구의 토대는 가까운 미래에 다양한 냄새에 대한 시각화 및 코드화가 이루어져서 국제적으로 냄새에 대한 표준을 확립하는데 크게 기여할 것으로 판단됨.
• 이러한 다채널의 센서 시스템은 냄새의 시각화 코드화 뿐 아니라 질병진단을 포함한 다양한 산업분야와 관련된 냄새물질들을 시각화와 코드화를 통해서 다양하게 사용되어질 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 5p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
ㅇ Final Research Contents
• Production of artificial olfactory cells having the human olfactory function by introducing the human olfactory receptor gene, and visualization of the odor and analysis of the olfactory mechanism using the same.
• Development of multichan

□ Purpose& contents
ㅇ Final Research Contents
• Production of artificial olfactory cells having the human olfactory function by introducing the human olfactory receptor gene, and visualization of the odor and analysis of the olfactory mechanism using the same.
• Development of multichannel sensor system that can replace human olfactory sensing by producing olfactory receptor protein and combining it with nanodevice.
• Completion of smell map for the establishment of the olfactory coding and measurement standards
ㅇ Annual Research Contents
• First year
- Cloning of olfactory receptor genes on human chromosome 17
- Expression of olfactory receptor proteins in animal cells and identification of the function
- Construction of ion channel-coupled olfactory receptor gene library
• Second year
- Production of engineered olfactory cells expressing ion channel-coupled olfactory receptor
- Production of nanovesicles and identification of the function
- Analysis and visualization of the binding of odorants to olfactory receptors
- Patterning and integration of olfactory receptors
- Study on olfactory mechanism
• Third year
- Construction of olfactory receptor detection system using microfluidic system
- Development of multichannel sensor system using olfactory receptor and nanomaterial
- Analysis of smell images
- Completion of smell map for the codification of smell and olfactory measurement standards using multichannel sensor system

□ Result
• Through this study, we made engineered olfactory cells by using all of the 14 olfactory receptors on human chromosome 17, which consists of olfactory receptors that sense relatively various flavors
• We constructed a basic study on the mechanism of odor including flavor and bad smell by using engineered olfactory cells.
• In addition, visualization of odor was conducted by using the engineered olfactory cells expressing the ion channel-coupled olfactory receptors without complex intracellular signal transduction of the engineered olfactory cells and visualization and codification of rose flavor was conducted using luciferase assay
• We developed a microfluidic system using engineered olfactory cells and visualized the odors by using this system that can detects gaseous odors.
• Finally, we developed the multichannel sensor system using 14 olfactory nanovesicles and carbon nanotube and visulaized and codified a rose smell including several flavors.

□ Expected Contribution
• It is expected that visualization and codification of flavors using the sensor system which is developed in this study will be a basis for the standardization tool.
• It is expected that the basis of this study will contribute to establish the standards for smell internationally.
• It is expected that this multichannel sensor system will be used for the visualization and codification of smells and also will be used through the visualization and codification of odor materials related to various industrial fields including disease diagnosis.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 15
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 49
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 54
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 56
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 57
• 8. 참고문헌 ... 57
• 9. 연구성과 ... 59
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 84
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 84
• 12. 기타사항 ... 84
• [별첨1] 대 표 연 구 성 과 ... 85
• [별첨2] 세부 목표 관련 증빙 ... 100
• 끝페이지 ... 107