■ 난제 1. 환경 및 생태계

○ 선정기관 1. 울산과학기술원(UNIST) 폐플라스틱 탄소선순환 센터

– 연구목표: 폐플라스틱 탄소선순환 기술개발을 통한 폐플라스틱 문제해결 및 지속가능한 플라스틱 생태계 구현
– 연구필요성: 폐플라스틱 오염의 심각성과 미세플라스틱의 유해성에 대한 과학적 연구의 부족으로 미세플라스틱에 대한 불안감이 커지는 상황에서 폐플라스틱 발생량을 줄이기 위한 기술의 개발이 시급하며, 또한 유해성 논란을 과학적으로 설명하기 위한 R&D 추진이 절실함
– 기술개요: 탄소선순환 센터에서 제안하는 폐플라스틱 탄소선순환 기술은 제한점이 큰 열적 재활용 혹은 기계적 재활용이 아닌, 생물/화학적 재활용 기술 중 센터에서 기 보유하고 있는 기술과 연계해 구현이 가능한 탄소선순환 프레임워크 제안

 

■ 난제 2. 에너지

○ 선정기관 2. 한국과학기술원(KAIST) 신형원자로연구센터

– 연구목표: 오염물질과 온실가스 배출이 없는 24시간 이용 가능한 청정에너지 시스템(원자력+ 에너지 저장장치) 기술개발
– 연구필요성: 기존 석탄화력과 가스발전, 한정된 시간 운영되는 태양광 및 풍력 에너지만으로는 한계가 있어 24시간 운영 가능한 청정 전력원이 추가로 필요함, 또한 태양광과 풍력전기를 저장해서 쓰기에는 양수발전, 배터리 등의 용량 한계가 명확하여 시간 단위 이상의 일 단위 저장은 불가능 하므로 초대용량 에너지저장장치 필요
– 기술개요: 24시간 청정 전력을 원자력과 에너지저장장치로 공급하기 위해, 사고 발생 가능성이 없는 수준의 고도의 안전성을 가진 자율운전 가능한 원자로를 개발하고, 더불어 액화공기를 사용하는 에너지 저장장치 기술을 개발, 액화공기 에너지저장장치를 매개로 원자력과 신재생이 융합될 수 있음

○ 선정기관 3. 울산과학기술원(UNIST) 해수자원화기술 연구센터

– 연구목표: 무한 자원인 해수를 사용하여 전기저장, 해수 담수, 살균작용, 수소생산 및 CO2 포집이 동시에 가능한 일체형 해수자원화 시스템 개발
– 연구필요성: 희소금속(지구상 0.002%) 리튬에 의존하지 않는 전기저장장치 개발로 국가 경쟁력 확보 및 기후 변화에 따른 환경 및 물부족 문제 해결에 기여
– 기술개요: 해수는 태양에너지를 받아 물을 증발 및 순환시킴으로써 에너지저장(위치에너지), 각종 유가금속회수, 담수생산 및 CO2 포집을 동시에 하는 자연적인 현상의 매개체임, 자연 순환과 같이 전기저장, 담수생산, 수소생산, CO2 포집, 유가금속회수 가능한 일체형 디바이스를 개발하기 위해 해수자원화 시스템을 제안

■ 난제 3. 공중보건에 대한 위협

○ 선정기관 4. 서울대학교 글로벌 아동 기아 연구센터

– 연구목표: 인류 전체 어린이의 23%가 겪는 기아 관련 저성장증 유발 질환인 Environmental Enteropathy (EE) 문제 해결
– 연구필요성: 현재 인류 어린이 관련 가장 중요한 질환은 Environmental Enteropathy (EE)이며 EE는 영양부족과 장내 감염이 동시에 일어나면서 어린이의 저성장 및 지능저하를 유발하며 심한 경우 죽음에 까지 이르게 하는 심각한 질병임, 그럼 불구하고 아직까지 뚜렷한 해결책이 없어 새로운 접근을 통한 증상 완화 및 치료법 개발이 절실한 상황임
– 기술개요: 장내 환경을 극적으로 변화시켜주는 마이크로바이옴 기반 EE 치료 및 개선 제품을 개발하여 장 세포의 회복을 유도하고 장내 환경을 변화시켜, EE 질환의 근본적인 치료

 

○ 선정기관 5. 한동대학교 생명과학연구소 난치성 감염병 치료제 개발 센터

 

– 연구목표: 전세계적으로 난치성 감염의 주원인 균으로 알려진 CDI에 유효한 새로운 항생제 개발

– 연구필요성:
1) 최근 WHO에서 가장 심각한 내성균으로서 제시한 Clostridioides difficile Infection (CDI)에 대한 치료제 개발이 절실함. 미국 질병관리본부에서는 CDI 발병률을 “매우 시급 (Urgent Threats)” 단계로 명명하고 있으며, 이미 미국에서는 매년 약 220,000 건의 발병률과 약 12,800 명의 사망 건수를 기록하고 있어 AIDS보다도 더 많은 희생자를 내고 있는 난치성 감염질환임
2) 수퍼박테리와 COVID-19와 같은 팬데믹으로 인해 새로운 항생제의 개발이 지체될 경우에는 2050년에는 연간 약 천만 명의 목숨이 희생될 것으로 예상되며, 약 100 조 달러 이상의 경제적 손실이 발생할 것으로 예상됨. 따라서 새로운 항생제의 개발은 미래 인류사회에 크게 기여할 수 있는 연구분야임
– 기술개요: 천연물인 Thiopeptide보다 항균 활성은 높고 독성은 감소된 선도화합물 AJ-1-039에 대한 동물모델에서의 약효평가 및 예비 독성평가를 실시하여 비임상후보물질 도출

 

사진출처: The Threat of CDI in the United States (ANTIBIOTIC RESISTANCE THREATS IN THE UNITED STATES, CDC Report, 2019)

 

○ 선정기관 6. 서울대학교 의과대학 항생제 내성 병원성 세균 제어 연구센터

– 연구목표: 현재 공중보건의 가장 큰 잠재 위협요소 중 하나인 항생제 내성 세균의 제어 전략수립
– 연구필요성: 한국은 높은 수준의 항생제 내성 세균에 의한 감염이 보고 되고 있으며, 코로나19와 마찬가지로 기존에 잘 알려진 병원성 세균이라도 진화를 통해 인류보건에 새로운 위협이 될 수 있음, 따라서 항생제 내성 세균 감염 억제를 위한 새로운 전략이 필요함
– 기술개요: 휴면 상태의 병원성 세균의 재활성화 기법을 사용해 항생제 내성 세균 맞춤 항생제 타겟 제시