나노기술 및 정책 정보

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1. 검토회의 목적
본 검토회는 나노테크놀러지(NT), 바이오테크놀러지(BT), 인포메이션테크놀러지(IT)의 분야 융합에 의해 개척될 과학기술 체계를 나노비트(NBIT)로 정의하고, 나노비트의 영역에서 생명과학, 의료, 식료, 환경 등을 살펴보고, “과제, 과학기술상의 효과, 사회 경제적 효과” 등을 논의하여 연구개발 전략을 검토하고 있다. 향후 관련 영역의 연구개발 경로를 고찰, 이를 실현하기 위한 나노비트를 키워드로 한 전략 제안이 최종적 목적이다.

2. 생체분자, 세포의 기능, 구조해명, 물질에서 동적해석으로
생체의 분자, 구조, 기능을 나노스케일로 이해하고 역동성을 가시화하기 위한 방법론에 대해 논의
(1) Intergrating Biology, Nanotechnology, and Information Technology
- 세포 시뮬레이션 현상에는 문제가 산적
- robustness를 키워드로 Computational Cellular Dynamic을 확립
- robustness 측정의 실험계 구축에서 세포 시뮬레이션에
- 새로운 패러다임을 창출할 기초연구의 연구 체제 조성이 필요
(2) 생명현상의 신규 계측기술과 생명현상의 해명
- 확대되어 가는 나노바이오 연구영역
- 과학의 거장이 실시한 사고 실험을 재현
- 나노 공간만의 패러다임이 필요
- 포트닉 결정과 양자 도트의 조합에 의한 초고감도 검출이 가능
(3) 생체의 운동 메커니즘
- 세포의 운동 연구를 시스템 연구로 확대
- 근원섬유와 1분자의 거동 관계를 조사
(4) 생체 세포, 장기 모델링 마이크로에서 매크로에, 매크로에서 마이크로에의 계산과학에 의한 가교
- 멀티 스케일, 멀티 피직스 문제의 전형인 심장, 순환기계와 시뮬레이터의 역할
- 전기 현상을 유한요소법으로 시뮬레이션
- 기계 현상을 유한요소법으로 시뮬레이션
- 가상 세포의 작성에 의해 심장 전체의 모델화를 지향

3. 예방, 치료(DDS, 치료디바이스, 인공장기, 재생치료)
DDS, 생체적합재료, 인공장기, 재생치료 등 의료 전개에 대해 논의
(1) DDS: 그 설계와 현상 해명
- 나노테크놀러지와 바이오테크놀러지, IT의 융합이 의료를 변혁
- 세계의 주목을 끄는 DDS
- 세포에의 침입, 조직 확산에는 나노 스케일의 크기가 중요
- 진단과 치료를 동시에 실시할 나노 디바이스 치료에의 발전
(2) 생체 친화성 바이오 재료의 창제
- 나노 및 피코(μμ) 의 오더 기술에는 신소재가 필요
- 인공세포막 지질 폴리머의 이용
- 산학 제휴에서 제품의 실용화까지 보다 스피드업이 필요
(3) 셀 서저리(cell surgery) 분화 유도
- 세포의 분화 유도는 제어 및 목적 세포의 분리가 곤란
- 나노침에 의해 고확률 유전자 도입과 세포 선별이 가능
(4) 과제 제공: 테르모 나노캡슐(Terumo Nano capsule) 기술
- 리포좀 사용의 DDS로 국소 효과를 증진, 전신 부작용을 줄임
- DDS와 같은 부가가치의 가격 반영 방법이 과제

4. 환경 진단 센서, 생체인식기, 물질생산
물질생산, 각종 바이오 센서, 생체인식기 등의 전개에 대해 논의
(1) “물질생산환경과학”과 “생물센서”
- 수질 바이오매스의 D-크실로오스(xylose)를 효과적으로 에탄올로 변환시키는 효모의 생산
- 화학 바이오로지는 생물학과 의학을 새로운 발견으로 이끌어 감
(2) Microfluidics/MicroTAS + IT로 시공을 연결
- 미생물 유전자를 현장에서 분석
- 집적형 마이크로 유체 디바이스로 장기간 세포배양 모니터링이 가능
- Microfluidics/MicroTAS 연구, 특히 공학적, 시스템적 관점에서 회고
(3) 나노비트를 기반으로 한 차세대 바이오칩의 개발
- 미생물 유전자 해석 데이터에서 자석을 만드는 구조를 해명
- 1세포 해석 도구와 분자, 단백질 분자 계측의 요소 기술은 불가결
- 나노 레벨 제어 바이오센서의 다양한 가능성
(4) 복합성분의 자율회합에 의한 나노 스케일 생명구조체의 구축과 이용
- 적조나 노무라입깃 해파리(Nemopilema nomurai)의 발생을 분자 레벨로 해명되면 가능책이 있음.
- 박테리아의 정족수 감지(quorum sensing)의 메커니즘이 힌트
- 바이러스 게놈 정보를 사용, 나노 스케일의 생명 구조체를 구축
(5) 과제 제공: 기업의 기초연구에서 기대되는 것
- 나노테크놀러지 비즈니스 바이오 분과회(NBCI)의 로드맵의 소개
- 올림퍼스 미래창조 연구소의 대처(오감 센서의 개발) 소개

5. 종합 토론
(1) 연구개발 거점 구축에 의한 이노베이션 창출의 추진
- 이노베이션 창출에는 연구개발 거점 구축이 반드시 필요
- 연구개발 거점은 설비, 인재의 충실과 함께 운영의 자립이 필요
(2) 산학 제휴의 과제
- 산학 제휴의 형태와 기업측의 메리트(이분야 융합에 의한 신사업 발굴, 사업화 전망의 조기 실현, 사업화의 속도 향상, 대학의 고도기술자 획득)
- 대학측의 집결력 강화, 명령체계의 명확화
- 기업의 주도권 강화, 사업화에의 로드맵의 명확화와 주체성 강화
6. 정리
생물을 과학기술적으로 다루는 경우는 크게 이하의 관점으로 나눌 수 있다.
(1) 안과 바깥에서 살핌
(2) 가지고 있는 방대한 정보의 정리
(3) 거동, 현상을 보편화하기 위한 시뮬레이션과 모델링
(4) 생존의 지속
(5) 해당 기능을 의장기술에 이용

<목차 designtimesp=9311>
Executive Summary
1. 검토회의 목적
2. 제1부: 생체분자, 세포의 기능, 구조해명, 물질에서 동적해석으로
2-1. 강연의 개요
[1] Intergrating Biology, Nanotechnology, and Information Technology
(세포 내 분자 거동의 정밀 측정과 다이나믹 모델링)
[2] 생명현상의 신규 계측기술과 생명현상의 해명
[3] 생체의 운동 메커니즘
[4] 생체 세포, 장기 모델링 마이크로에서 매크로에, 매크로에서 마이크로에의 계산과학에 의한 가교
2-2. 토의
3. 제2부: 예방, 치료(DDS, 치료디바이스, 인공장기, 재생치료)
3-1. 강연의 개요
[1] DDS: 그 설계와 현상 해명
[2] 생체 친화성 바이오 재료의 창제
[3] 나노침에 의한 세포조작기술(cell surgery) 분화 유도
3-2. 과제 제공
[1] 테르모 나노캡슐(Terumo Nano capsule) 기술의 소개
3-3. 토의
4. 제3부: 환경 진단 센서, 바이오머틱 머신, 물질생산
4-1. 강연의 개요
[1] “물질생산환경과학”과 “생물센서”
[2] Microfluidics/MicroTAS+IT로 시공을 연결
[3] 나노비트를 기반으로 한 차세대 바이오칩의 개발
[4] 복합성분의 자율회합에 의한 나노 스케일 생명구조체의 구축과 이용
4-2. 과제 제공
[1] 기업의 기초연구에서 기대되는 것(NBCI 로드맵의 소개와 올림퍼스 미래창조연구소의 대처)
4-3. 토의
5. 제4부: 종합 토론
5-1. 과제 제공
[1] 연구개발 거점 구축에 의한 이노베이션 창출의 추진
[2] 산학 제휴의 과제
5-2. 토의
Appendix
1. 본 검토회의 구성 등
2. 제안의 구체적 예: “나노비트(NBIT) 연구개발”