<1차년도 : 표적형 나노복합체 제작, 특성분석 및 KRAS 신호전달계 발현 패턴 분석> ■ KRAS 신호전달계 대사 조절 유효 후보물질 발굴 ◦ KRAS type 간 선행 유전체 분석을 위해 KRAS 신호전달계 관련 유전자(KRAS, ERK, MEK, PI3K 등)들의 발현정도를 확인 ◦ 문헌조사 및 선행연구를 통한 후보물질인자(resveratrol, oxyresveratrol, fisetin, berberine, quercetin 등)을 구축된 다양한 세포주에 처리 / KRAS 주변 유전자들의 발현량 차이 및 변화를 분석. ◦ 분석 결과를 토대로 최적의 효과를 보일 것으로 기대되는 최적후보인자를 도출함. ■ 표적형 나노복합체 제작 ◦ Seed-growth법을 이용하여 30-50nm의 금 나노입자를 합성함. ◦ cross-linker 혹은 surface modification을 통해 후보물질와 금 나노입자 간의 나노복합체를 제작. ◦ 물리화학적 특성 및 금 나노입자의 세포독성을 확인. ■ 표적형 나노복합체에 의한 발현패턴 분석 ◦ 표적형 나노복합체 처리에 따른 KRAS 신호전달계 관련 유전자들의 발현 패턴 변화를 분석. ◦ KRAS wild type 및 일반 췌장세포주에서의 결과와 유의한 차이점을 비교 분석. <2차년도 : 췌장암 세포주 및 오가노이드 내 표적형 나노복합체의 항암 기전 규명 연구> ■ 세포 수준 항암효과 및 기전 분석 ◦ 세포의 성장억제, 세포사멸, 이동성 및 침투성 저하 등의 항암 작용에 미치는 효과를 검증함. ◦ 관련 신호전달계의 유전자 및 단백질 수준 발현량 변화를 분석하여, 표적형 나노복합체 내 최적후 보인자의 신호전달체계 작용 기전을 규명. ◦ 나노복합체 처리에 따른 KRAS 돌연변이 췌장암 세포주에서 항암 신호전달체계 규명. ■ 췌장암 오가노이드 내 효능 검증 ◦ 췌장암 내 KRAS wild type과 mutant type에 대한 오가노이드 모델 제작. ◦ KRAS wild / mutant type에서 전달 효율 차이, 약물의 flow 변화, 약물 감수성, 세포막 내 침투 정 도, 세포 응집도 등 거시적 변화를 비교 분석. <3차년도 : Xenograft 및 KRAS mutant 모델 내 표적형 나노복합체의 항암 신호전달체계 규명> ■ 마우스 동물모델 제작 ◦ Xenograft mouse model 및 KRAS mutant mouse model 각각의 연구시스템 조성 및 동물실험 준 비. (① xenograft mouse model에서 표적형 나노복합체의 in vivo 전달 효율 및 생체 내 종양 억제 효과 를 확인하고, ② KRAS mutant 및 wild type mouse model에서 KRAS 신호전달계의 대사 조절 능력 확인, 관련된 다른 동물모델 제작을 통해 두가지 목표를 함께 성취하고자 함) ■ 나노복합체의 생체 내 표적 항암능력 검증 ◦ Balb/c nude mouse 혹은 NOD/SCID mouse에 KRAS mutant cell (PANC-1, MIA PaCa-2, AsPC -1 등)과 KRAS wild type cell (BxPC-3, Hs 700T 등)을 주입하여 2그룹의 xenograft mouse model 을 제작. ◦ 약물 처리 후 처리 군별 약물의 전달 효율을 바이오-이미징 장비를 통해 관찰함. ◦ 혈액 샘플과 신장조직을 채취, 혈류 내 혹은 신장 내 나노복합체의 체류량을 종합 분석함. ■ 나노복합체의 KRAS 신호전달계 관련 대사 조절능력 검증 ◦ KRAS 12번 염색체에 point mutation이 된 KRAS mutant type mouse(KrasLSL-G12D, Jackson Labaratory)와 KRAS wild type mouse (C57BL/6J)를 확보하여 적응기간을 거침. ◦ 췌장 조직 내 KRAS 신호전달계 관련 인자들의 발현량 변화를 관찰함 ◦ 적출한 조직내 조직학적 검사를 통해 나노복합체에 의한 KRAS 신호전달계 요소들 변화를 ◦ Xenograft mouse model에서 얻은 연구 결과와 함께 복합적으로, 표적형 나노복합체의 생체 내 KRAS 신호전달체계 작용 기전을 종합 규명함.

<1차년도 : 표적형 나노복합체 제작, 특성분석 및 KRAS 신호전달계 발현 패턴 분석> ■ KRAS 신호전달계 대사 조절 유효 후보물질 발굴 ◦ KRAS type 간 선행 유전체 분석을 위해 KRAS 신호전달계 관련 유전자(KRAS, ERK, MEK, PI3K 등)들의 발현정도를 확인 ◦ 문헌조사 및 선행연구를 통한 후보물질인자(resveratrol, oxyresveratrol, fisetin, berberine, quercetin 등)을 구축된 다양한 세포주에 처리 / KRAS 주변 유전자들의 발현량 차이 및 변화를 분석. ◦ 분석 결과를 토대로 최적의 효과를 보일 것으로 기대되는 최적후보인자를 도출함. ■ 표적형 나노복합체 제작 ◦ Seed-growth법을 이용하여 30-50nm의 금 나노입자를 합성함. ◦ cross-linker 혹은 surface modification을 통해 후보물질와 금 나노입자 간의 나노복합체를 제작. ◦ 물리화학적 특성 및 금 나노입자의 세포독성을 확인. ■ 표적형 나노복합체에 의한 발현패턴 분석 ◦ 표적형 나노복합체 처리에 따른 KRAS 신호전달계 관련 유전자들의 발현 패턴 변화를 분석. ◦ KRAS wild type 및 일반 췌장세포주에서의 결과와 유의한 차이점을 비교 분석. <2차년도 : 췌장암 세포주 및 오가노이드 내 표적형 나노복합체의 항암 기전 규명 연구> ■ 세포 수준 항암효과 및 기전 분석 ◦ 세포의 성장억제, 세포사멸, 이동성 및 침투성 저하 등의 항암 작용에 미치는 효과를 검증함. ◦ 관련 신호전달계의 유전자 및 단백질 수준 발현량 변화를 분석하여, 표적형 나노복합체 내 최적후 보인자의 신호전달체계 작용 기전을 규명. ◦ 나노복합체 처리에 따른 KRAS 돌연변이 췌장암 세포주에서 항암 신호전달체계 규명. ■ 췌장암 오가노이드 내 효능 검증 ◦ 췌장암 내 KRAS wild type과 mutant type에 대한 오가노이드 모델 제작. ◦ KRAS wild / mutant type에서 전달 효율 차이, 약물의 flow 변화, 약물 감수성, 세포막 내 침투 정 도, 세포 응집도 등 거시적 변화를 비교 분석. <3차년도 : Xenograft 및 KRAS mutant 모델 내 표적형 나노복합체의 항암 신호전달체계 규명> ■ 마우스 동물모델 제작 ◦ Xenograft mouse model 및 KRAS mutant mouse model 각각의 연구시스템 조성 및 동물실험 준 비. (① xenograft mouse model에서 표적형 나노복합체의 in vivo 전달 효율 및 생체 내 종양 억제 효과 를 확인하고, ② KRAS mutant 및 wild type mouse model에서 KRAS 신호전달계의 대사 조절 능력 확인, 관련된 다른 동물모델 제작을 통해 두가지 목표를 함께 성취하고자 함) ■ 나노복합체의 생체 내 표적 항암능력 검증 ◦ Balb/c nude mouse 혹은 NOD/SCID mouse에 KRAS mutant cell (PANC-1, MIA PaCa-2, AsPC -1 등)과 KRAS wild type cell (BxPC-3, Hs 700T 등)을 주입하여 2그룹의 xenograft mouse model 을 제작. ◦ 약물 처리 후 처리 군별 약물의 전달 효율을 바이오-이미징 장비를 통해 관찰함. ◦ 혈액 샘플과 신장조직을 채취, 혈류 내 혹은 신장 내 나노복합체의 체류량을 종합 분석함. ■ 나노복합체의 KRAS 신호전달계 관련 대사 조절능력 검증 ◦ KRAS 12번 염색체에 point mutation이 된 KRAS mutant type mouse(KrasLSL-G12D, Jackson Labaratory)와 KRAS wild type mouse (C57BL/6J)를 확보하여 적응기간을 거침. ◦ 췌장 조직 내 KRAS 신호전달계 관련 인자들의 발현량 변화를 관찰함 ◦ 적출한 조직내 조직학적 검사를 통해 나노복합체에 의한 KRAS 신호전달계 요소들 변화를 ◦ Xenograft mouse model에서 얻은 연구 결과와 함께 복합적으로, 표적형 나노복합체의 생체 내 KRAS 신호전달체계 작용 기전을 종합 규명함.

① 근권 활착 우수 PGPR 미생물의 분리 및 선별 ·- 우수한 미생물을 분리하기 위해서 토마토, 오이, 상추 등의 뿌리의 토양에서 연속적 ·- 선별된 균주를 universal primer 27F, 1492R을 이용하여 16s rRNA 염기서열을 얻어서 NCBI blastn를 이용하여 균을 동정하고, 동정한 균의 기능적인 특성을 확인 함 · 근권 활착 우수 PGPR 미생물의 담체화 기술 개발 ·- 우수 PGPR미생물의 담체 고정화 기법 개발(담체화 기술 표준화) ·- 우수 PGPR 미생물의 담체화 후 바이오비료로 제형화 시 생존율 확인 ·- 우수 PGPR미생물의 생균과 포자 담체의 바이오비료 제형화 전후의 기능성 검정

본 과제는 토마토·오이·상추 뿌리 주변에서 작물생장을 돕는 우수 PGPR 선발균을 찾아 생물비료로 활용 가능한 형태로 만드는 연구임. 연구 목표는 우수 PGPR의 작물생장 관련 특성을 검정하고, 근권 활착 우수 PGPR 미생물을 분리·선별한 뒤 담체화 기술과 바이오비료 제형화를 통해 생균·포자 담체의 생존율과 기능성을 검정하는 데 있음. 기대효과는 친환경 식물성장촉진제 소재로서 수입 대체 및 수출 경쟁력에 기여함.