◎ 도서소개

4차 산업혁명기를 맞이하여 글로벌 주요 선진국은 자국의 핵심산업의 선도적 기술확보를 통해 국가와 기업의 경쟁력을 확보하기 위한 연구개발(R&D)에 전력을 다하고 있다.

미국, 중국, 일본, 독일 등은 미래 기술 개발을 위해 정부내 컨트롤 타워를 두고 원천기술개발을 위한 장기 기술개발 프로젝트부터,

상용화, 실용화를 위한 단기 프로젝트에 이르기까지 다양한 연구테마를 선정하여 지원하고 있다.

최근의 R&D 정책에 있어서 주목되는 특징 중 하나는 국가적 산업정책과 연구개발의 목표를 가능한 일치시켜 연구의 효율성과 성과를 극대화 하려는 것과

창의적 연구를 활성화 하려는 시도로써 연구자 제안형 과제에 대한 지원 확대를 들 수 있다.

우리나라의 국내 총생산(GDP) 대비 R&D 투자비중(4.24%)은 세계 2위, 정부와 민간을 합친 연구개발비(R&D) 총액(69조원)은 세계 5위 수준으로 알려지고 있다.

그러나 연간 정부로 부터 R&D 예산 20조원 규모를 지원받는 연구주체(정부출연연구소, 대학, 민간기업)의 경쟁력은 매우 낮은 것으로 평가받고 있어,

세계경제포럼(WEF) 평가에서 기업혁신역량은 35위, 산학연구협력 수준은 27위(2017년 기준)에 그치고 있다.

2018년 네이처 인덱스를 보면 세계 100대 대학에는 서울대와 KAIST 2개뿐이며, 정부 출연연구소도 100대 연구기관에 IBS 등 4개, 기업 연구소는 100대 기업중 삼성전자만이 포함되어 있는 것으로 나타나고 있다.

이는 미국, 중국, 일본, 영국, 독일에 비하여 상당히 낮은 수준이며, 연구논문 양 뿐 아니라 연구의 질에서도 우려를 낳고 있는 실정이다.

일본 과학기술정책연구소(NISTEP)에서 매년 발간하는 ‘과학기술지표 2018’을 보면, 일본 연구개발비 총액은 ’16년 기준 18.4조엔으로 전년 대비 2.7% 감소하였나,

미국(51.1조엔으로 세계 1위), 중국(45.2조엔)에 이은 3위를 차지하고 있다.

이에 당사에서는 주요 핵심기술 분야에서 우리나라와 경쟁하고 있는 일본의 연구개발 동향을 분석하고,

특히 최근 국내에서 주목받고 있는 유망 기술분야에서의 연구개발 테마를 소개함으로써 일본의 연구개발 전략과 연구 방향성을 통하여

국내 연구개발 전략수립에 조금이나마 도움을 드리고자 ‘일본 연구개발 테마 총서’를 기획하게 되었다.

그 첫 번째로 정밀의료로 주목받는 바이오/의료/헬스케어 기술 분야 가운데, ‘일본 바이오센서 연구개발 테마’를 발간하게 되었으며,

이어 ‘체외진단’, ‘게놈편집’, ‘마이크로 바이옴’ 등의 연구개발 테마도 소개하고자 한다.

모쪼록 연구자와 연구개발 기획자 모두에게 연구개발 아이디어의 획득과 경쟁력 있는 연구개발 전략 수립에 도움이 되기를 기대한다.

Ⅰ. 총론 

   1. 조사개요
      1-1. 조사대상과 방법, 조사내용
         1) 조사대상(검색어)
         2) 조사방법(DB, 검색어, 검색기간)
         3) 조사내용(조사 항목)
      1-2. 일본 바이오센서 연구개발 테마(298건) 분석(2014-2018)
         1) 종합 분석(298건)
         2) 사업 종목별 연구현황(298건)

   2. 일본 유망 기술 연구개발(R&D) 전략과 동향
      2-1. 일본의 연구개발 전략과 주요 부처별 동향
         1) 개관
         2) 행정체계
         3) 정책동향
         4) 부처별 주요 정책 동향
      2-2. 일본의 연구개발비 투자동향
         1) 국가 총 연구개발 투자 현황
         2) 기업 연구개발 투자 현황
         3) 일본의 정부연구개발 예산 현황
      2-3. 일본 ‘과학기술지표 2018’
         1) ‘과학기술지표 2018’ 주요내용

   3. 2019년 문부과학성, 경제산업성 주요 예산안 편성
      3-1. 문부과학성 2019년 주요 예산안 편성 
         1) 개요
         2) 중점정책
      3-2. 경제산업성 2019년 주요 예산안 편성
         1) 개요
         2) 중점정책

Ⅱ. 일본 바이오센서 연구개발 테마 

   1. 2018년 현재 추진과제

      1-1. 도전적 연구(萌芽) - 24개 과제
         1) 생체막 연구를 비약적으로 가속화하는 지질(脂質) 비대칭 바이오 센서 개발(2018-2020)
         2) 곤충 후각 수용체 이용형 냄새 센서를 이용해 원하는 냄새를 검지 하기 위한 수용체 탐색기술의 확립(2018-2020)
         3) 동위체 다이아몬드 초격자박막의 탄도열 수송을 이용한 혁신적 바이오센서의 개척(2018-2020)
         4) 질환발증・진행예측을 위해 유기박막 FET에 의한 히스톤(Histon) 화학수식 해석(2017-2019)
         5) 선충의 화학주성(化學走性)에 의한 소변 중의 암 물질 유무 검출 디바이스 개발(2017-2019)
         6) Prostanoid 시그널의 신규 해석기술 개발(2016-2019)
         7) 바이오센서에 의한 어류의 유스트레스／디스트레스의 해명：어류에 좋은 스트레스는？(2016-2019)
         8) 활성형 비타민D의 고감도 검출계 개발(2016-2018)
         9) 피토케라틴(phyto keratin) 합성효소를 이용하여 다양한 중금속 검출이 가능한 고감도 바이오센서의 개발(2016-2019)
         10) 합성생물학적 수법을 이용한 인공생합성 경로 설계기술의 개발(2016-2018)
         11) 신규 발광형 ATP 바이오센서에 의한 광합성 생물 内 ATP 동태의 정량적 해석(2016-2018)
         12) 생체막 구조제어 단백질을 이용한 감염능(感染能)을 지표로 한 바이러스 센싱(2016-2018)
         13) 세균을 이용한 신규 비소 검출・정량시스템의 개발(2016-2019)
         14) 항체의 미스 단백질 접힘 정보를 출력하는 교차반응성 분자 라이브러리의 창제(2016-2018)
         15) 암세포 특이적 mRNA의 4중 나선 구조에 대한 분자표적형 광선역학요법의 창제(2016-2018)
         16) 단일분자핵산 검출을 실현하는 플라스모닉 광응답 바이오센서의 개발(2016-2018)
         17) 원자외광을 이용하는 선택적 초고감도 플라스몬 센서의 개발(2016-2018)
         18) ３차원 매핑을 위한 단일입자 전위주사형(電位走査型) 플라스몬 센서의 개발(2016-2018)
         19) 바이오 센싱을 목표로 한 발광 프로세스 변환 유기 나노 크리스탈(2016-2018)
         20) 형광공명 에너지 이동시스템을 이용한 소포체 스트레스 응답 바이오센서의 개발(2015-2018)
         21) 분비과립 국재형 칼슘 채널 ORAI2에 의한 새로운 분비 제어기구의 해석(2015-2018)
         22) 새로운 인공 지질막법을 이용한 １분자 센서의 개발(2015-2018)
         23) 생체분자 도입에 의한 액정의 고기능화 －“생물“과 ”액정“의 밀접한 관계성 구현화－(2015-2018)
         24) 해마・망막 신경세포에 있어서 DNA손상 포커스의 가시화와 방사선・스트레스 영향평가(2014-2018)

   1-2. 신진(若手)연구(A,B) - 22개 과제
         1) 질병관련 세균의 신속·간이 카운팅하는 스마트 바이오 디바이스의 개발(2018-2020)
         2) 내열성 색소 의존성 D-유산 탈수소 효소의 기능・구조해석과 바이오센서 소자에의 응용(2018-2022)
         3) 생체내 활성형 비타민D를 가시화하는 고감도 바이오센서의 개발과 응용(2018-2020)
         4) 형광 바이오센서를 구사한 신경수용체 표적 알로스텔릭(allosteric)약의 합리적 탐색수법 개발(2018-2020)
         5) 그래핀 트랜지스터로 계측 가능한 범용적 효소반응계의 탐색과 그 효소 면역법에의 응용(2018-2020)
         6) 항원 멀티 검출을 위해 선택 스위치 회로를 이용한 바이오센서 연구(2018-2022)
         7) 투약량 최적화를 위해 면역 억제제 혈중농도 모니터링을 목표로 한 연속식 센서 창제(2018-2020)
         8) 환경 중 감염성 노로바이러스 즉시 현장검출을 실현하는 고감도 aptasensor 기술의 창출(2017-2021)
         9) 세포내 인성 수축력을 시공간적으로 가시화하는 바이오센서의 창성(2016-2020)
         10) 나노 포아를 이용한 용액 중 생체재료의 형상분포 해석법의 개발(2015-2018)
         11) 다항목 검출을 위한 MEMS 광 바이오센서의 개발(2016-2019)
         12) FRET 이미징으로 보는 염증의 시각 의존성과 그 제어(2016-2018)
         13) 지주막하 출혈 후 조기 뇌손상 및 지발성 뇌허혈에의 선택적 ROCK2저해 약에 의한 치료(2016-2018)
         14) 골격근에 있어서 인슐린 시그널 전달경로의 선택적 제어기구의 해명(2016-2018)
         15) 고뇨산혈증 실험용 쥐에 있어서 알츠하이머병 예방기구의 해명(2016-2019)
         16) 다단계 화학수식에 의한 소수성 화합물 인식정보 발신형 인공 고분자 리셉터(receptor)의 창제(2016-2019)
         17) 수술 후의 급성 심근경색 예방을 위한 周術期心筋 마커 모니터링용 센서의 창제(2016-2018)
         18) 글리칸(糖鎖) 특이성의 차이를 이용한 인플루엔자 바이러스의 결합성 변이 추적 디바이스(2016-2018)
         19) 나노카본 스핀 트랜지스터의 실현과 양자 디바이스에의 전개(2015-2018)
         20) 혈중 순환종양 세포 센싱을 실시하는 마이크로 유체 디바이스의 개발(2015-2018)
         21) 진동 분광기술을 이용한 비표식α-시뉴클레인의 in vivo 정량적 측정법의 개발(2014-2018)
         22) 목발 보행훈련을 위한「감시・간병」형 가상적・트레이너 로봇의 개발(2014-2018)

   1-3. 기반연구(A,B,C,S) - 100개 과제
         1) 퀜치(quench) 해소원리에 근거한 형광 면역센서의 단백질·펩티드(peptide) 공학적 신전개(2018-2022)
         2) 신경전달 물질 상호작용의 해명을 목표로 멀티 전환이온 이미지 센서의 실현(2018-2023)
         3) 냄새 바이오센서를 이용한 향의 재현(2018-2021)
         4) 실제 환경 중 바이러스 검출용 외력지원 근접장 조명 바이오센서 시스템(2017-2020)
         5) 비선형 모드 국재형(局在型) 마이크로 공명기(resonator) 배열(array)에 의한 초미소 질량 계측과 센싱(2016-2019)
         6) 멀티 스케일화를 실현하는 하이브리드 전기화학 바이오센싱 시스템(2016-2019)
         7) 플라스몬 유기전하 분리현상의 해명과 새로운 응용 전개(2016-2021)
         8) FRET 마우스를 이용한 생체 이미징(2015-2019)
         9) 펩티드 앱타머(peptide aptamer)를 이용한 분자인식 진단막 및 시스템의 설계·개발(2015-2019)
         10) 냄새의 질과 공간의 가시화 센싱(2015-2018)
         11) Pin1관련 분자군을 이용한 가령질환의 예방·진단·신약(2014-2019)
         12) 초미세 기계가공과 자기조직화를 병용한 나노 가공기술의 확립과 광학기능 창출에의 적용(2014-2018)
         13) 복잡계 3차원 나노 메타 소재의 창성(2014-2018)
         14) 체외수정란의 성장을 모니터링하는 링형 멀티 난중계의 제작(2018-2021)
         15) 극박 나노 구멍(nano pore)을 이용한 액중 1분자 형상 해석법의 창성(2018-2021)
         16) 삼각형 나노 플레이트와 지질막에의 유도 시스템에 의한 초고감도바이오센서의 제작(2018-2021)
         17) 외력지원 근접장 조명 바이오센서를 이용한 혁신적 질병 기록 검사기술 개발(2018-2021)
         18) 유용물질 고생산을 위한 효모 바이오센서의 개발과 그 응용(2017-2019)
         19) 배열 상동성 높은 단백질 패밀리를 고도로 식별 가능하게 한 분자인식 나노공간의 제작(2017-2020)
         20) 대형경류를 바이오센서로 한 중심층 생태계 관측(2017-2020)
         21) 세포의 장력을 제어하는 Hippo-YAP 시그널 전달계의 간(肝) 형성에 있어서 역할 해명(2017-2020)
         22) 어류의 생리상태 가시화와 측정：쌍방향 통신기술을 이용하여 어류를 위한 바이오센싱(2017-2021)
         23) MAP 키나아제 센서에 의한 식물 면역 시그널의 가시화(2017-2021)
         24) 형광 바이오센서를 이용한 미토콘드리아 분기쇄(分岐鎖) 아미노산 수송체의 동정(同定) 및 그 해석(2017-2020)
         25) 세포골격의 구조와 기능의 Mechano sensing(2017-2020)
         26) 운동 시 땀에 포함된 당·유산·전해질의 자기구동 리얼타임 모니터링 시스템(2017-2020)
         27) 분자 임프린트 고분자형 센서를 이용한 파킨슨병 치료용 뇌심부 자극제어법의 개발(2017-2021)
         28) 생체 이미징에 의한 혈관신생의 다양성과 보편성의 해명(2016-2019)
         29) 게놈 편집법에 의해 제작한 유전자 변이 쥐를 이용한 비타민 D 유도체 평가계의 구축(2016-2019)
         30) 광온도 역동작성과 고표면 활성을 가진 신규 진동자 재료의 개발(2016-2019)
         31) meso(중간 크기) 세공 공간의 효소구조의 이해와 기능집적 효소 센서의 개발(2016-2020)
         32) 사이토카인 코딩(cytokine cording)과 마이크로 입자 센서 어레이에 의한 암의 가시화(2016- 2019)
         33) 펩티드와 나노 재료에 의한 바이오액티브 세포계면의 제작(2015-2018)
         34) 형광 퀜치(quench) 해소원리의 천연항체에의 적용에 의한 혁신적 면역 측정법의 개발(2015-2018)
         35) 생체대사 가스성분의 광 이미징법의 확립과 질환 스크리닝에의 전개(2015-2019)
         36) 음향 특성이 미지의 물질 음속과 막후의 동시계측을 가능하게 하는 차세대 음향공명 현미경(2015-2019)
         37) DNA구조를 기반으로 한 기능색소 집적체의 구축과 광분자 디바이스에의 응용(2015-2018)
         38) DNA・히스톤(Histon)·오스모라이트(osmolyte)의 삼원효과에 의한 유전자발현 인공제어계의 구축(2015-2018)
         39) 핵산의 동적구조를 프로그램하여 범용의 증폭형 바이오센서를 만든다(2015-2018)
         40) 무선·무전극 진동자 바이오센서를 기반으로 하는 차세대 진단·신약 툴의 개발(2015-2018)
         41) 디지털 포토닉스의 실현을 목표로 하는 초저역치 광신호 2치 논리 프로세서의 연구(2015-2018)
         42) 기능화 그래핀 어레이 구조를 이용한 고기능 이미지 바이오센서의 개발(2015-2018)
         43) 생체구조 전사형 폴리머 막에 의한 세균·세포의 혁신적 검출 시스템 개발(2015-2019)
         44) 나노 임프린트 제 포토닉 결정 나노 공진기를 이용한 에피게놈 (epi genom) 해석 디바이스의 개발(2015-2018)
         45) CMOS 페이퍼 크로마토그래피(paper chromatography)의 개발과 초소형 바이오센싱 기기에의 응용전개(2014-2018)
         46) 금속 나노 합금(nanoalloy) 분산 카본 박막 전극의 개발과 장질환 당 측정의 일괄 측정에의 응용(2014-2018)
         47) 광 유기력에 의한 분자인식 제어와 초고속-고감도 바이오센서의 개발(2014-2018)
         48) 유도체 그래핀에서의 에너지 이동반응 정량 평가(2014-2018)
         49) 체외 수정란의 퀄리티를 선별하는 멀티 난중계의 개발(2014-2018)
         50) 생체 내 환경을 구축한 리얼타임 in vitro 혈관 투과성 평가법의 개발과 응용(2018-2021)
         51) 고정화 모델 세포막을 이용하는 바이오 검사 센서(2018-2021)
         52) 리간드(ligand) 안정화 효소를 고정화한 탄소섬유를 이용하는 자기구동식 웨어러블 바이오센서(2018-2021)
         53) 곤충 후각계의 보조단백질을 활용한 수용체 이용형 후각 센서의 고감도화 기술 확립(2018-2021)
         54) 근접장 광을 이용한 초고감도 DNA센서의 개발(2018-2021)
         55) 나노 제한공간을 이용하는 고감도・웨어러블 인쇄 유기 FET형 비표식 면역센서의 창출(2018-2021)
         56) SP안테나 부착 SOI 포트 다이오드를 이용한 집적화 광학 바이오 센서의 개발(2018-2021)
         57) 초산염과 NO의 생리적 다이내믹 해명과 신약 기반개발(2017-2020)
         58) 해양세균 유래 신규 퀴논(quinone) 함유 아미노산 옥시다아제(Oxydase)의 형성기구 및 구조특성 해석과 응용(2017-2020)
         59) 외부환경 변화에 신속하게 응답하는 고휘도 수용성 색소의 개발에 관한 연구(2017-2020)
         60) 센서를 이용한 하이 스루풋(high throughput) 배수처리 생물막의 안정성 평가법 구축(2017-2020)
         61) 모스아이 구조를 이용한 대표면적화에 의한 고감도 장거리 전반 표면 플라스몬 바이오센서(2017-2020)
         62) 대기압 μ 플라스마에 의한 AuNPs@CNT 바이오센서의 온칩 합성(2017-2020)
         63) 분포제어 당사슬(糖鎖) 기능화 그래핀에 의한 초고감도 인플루엔자 센서 시스템의 개발(2017-2020)
         64) 알츠하이머 병의 조기진단을 지향하는 아밀로이드(amyloid) β의 전기화학적 바이오센서의 개발(2017-2020)
         65) 송액 펌프를 집적화한 무선 구동형 고주파 수정진동자 바이오센서의 개발(2017-2020)
         66) 세포 동태 제어분자 Rap1에 의한 흉선제어성 T세포 산생 시그널의 시공간적 제어(2016-2019)
         67) 미수용 기구를 이용한 바이오센서 개발과 제제설계의 응용(2016-2019)
         68) 생체전위 응답에 연동한 SPA・SMA 시스템형의 식물공장의 생육환경제어(2016-2019)
         69) 고성능 레어메탈 프리(rare metal free) 플렉시블 산화물 트랜지스터 및 논리회로의 개발(2016-2019)
         70) 레이저 광 유기에 의한 하이브리드 박막의 국소적 기능제어(2016-2019)
         71) 콘드로이틴 황산을 분자기반으로 하는 기능해석과 신약 응용(2016-2019)
         72) 초고감도 레독스 센서 어레이에 의한 발전 미생물의 탐색(2016-2019)
         73) trillion·센서를 지향한 printable 마이크로 디스크 공진기의 연구(2016-2019)
         74) 산화텅스텐 박막의 구조제어 에피택셜(epitaxial) 성막과 초고감도 바이오센서에의 응용(2016-2019)
         75) 나노 표면구조 제어에 의한 고감도 바이오센서의 개발(2016-2019)
         76) 뇌 내의 화학물질의 공간분포 평가시스템 연구(2016-2019)
         77) 다종류 생체분자를 순서대로 2차원 막 상에 정렬 제시하는 나노 블럭의 개발(2016-2019)
         78) 세포 내 시그널의 다차원 정보를 획득하는 멀티컬러 바이오센서 개발(2016-2019)
         79) 피부와 장기에 붙일 수 있는 플렉시블 산소 이미징 필름(2016-2019)
         80) 타액선 Ca2+응답의 저침습적 장기간 이미징 기술의 확립과 기능·재생연구(2016-2019)
         81) 5D 생체 이미징에 의한 면역응답의 가시화 해석(2015-2018)
         82) 심근세포간 접착을 기점으로 하는 새로운 AMPK의 생물학(2015-2018)
         83) 비타민Ｄ 유래 광반응 이성체의 신규구조 전개：골작용 증강과 생체내 반감기 증장분자의 개발(2015-2018)
         84) 간 세포화에 있어서 세포 운명전환을 제어하는 CDKA 표적인자의 탐색(2015-2018)
         85) 시냅스에 있어서 미토콘드리아 기능부전에 응답하는 핵으로의 정보전달 경로의 해명(2015-2018)
         86) DNA의 분자인식능력을 활용한 신규 분자인식 게이트 막의 창제(2015-2018)
         87) 시트 구조를 가진 mesoporous silica의 창제와 그 응용에 관한 연구(2015-2018)
         88) 초소형・고기능 바이오센싱을 실현하는 하이드로키시아 펩티드 박막의 배향제어 기술(2015-2018)
         89) 이온 액체화합물을 이용한 핵산 테크놀로지의 창제(2015-2018)
         90) 단파장광을 활용한 SPR-형광근접장 단층 이미징법의 창제(2015-2018)
         91) 구조색 변화에 근거하여 생체분자의 웨어러블 센서의 개발(2015-2018)
         92) 바이오 트랜지스터에 의한 단백질 번역 후 변형의 전기적 검출(2015-2018)
         93) 나노 홀형 필터 전극을 이용하는 멀티 바이오센싱 시스템의 개발(2015-2018)
         94) 경막외강 내시경 하 수술에 있어서 유착 박리용 초음파 디바이스의 개발(2015-2018)
         95) Epstein-Barr 바이러스 감염세포가 방출하는 엑소솜의 기능해석(2014-2018)
         96) 불용성 피브로인(fibroin)막 고정화 발광세균을 이용한 미생물 실험(2014-2018)
         97) 식품섭취에 의한 자율신경 균형의 계측과 그 식품기능 평가의 기반연구(2014-2018)
         98) 이온 감응성을 원리로 한 초고감도 나노레이저 바이오센서(2016-2021)
         99) 디지털 바이오 분자 디바이스의 창성과 전개(2015-2020)
         100) femto초 시간 분해 STM에 의한 광 유기 다이나믹스 나노스케일 분광(2015-2018)

   1-4. 특별연구원 장려비 – 21개 과제
         1) 초고감도 반도체 바이오센서의 실현을 위한 3D 인텔리젼트 계면의 설계(2018-2021)
         2) 고효율 미소생체 에너지 이용을 위한 시분할전력 공급 무선 바이오센서 시스템 실현(2018-2021)
         3) 세포 내 Hsp90 FRET형 바이오센서 구축과 그 조해제 탐색에의 응용(2018-2020)
         4) 이류화 몰리브덴을 이용한 초고감도 압력 저항형의 캔틸레버 바이오센서의 개발(2018-2020)
         5) 플렉시블・프린티드 유기집적회로를 이용한 바이오센서 신호 증폭(2018-2020)
         6) 후각 수용체를 이용한 대규모 센서 어레이에 의한 후각 바이오센서 시스템(2017-2020)
         7) iPS세포의 암화를 판별하는 고감도 나노와이어 바이오센서 소자(array) 창제(2017-2019)
         8) 포리마/TiO2 하이브리드형 포토닉 결정을 이용한 고감도 바이오 센서 개발(2016-2018)
         9) 고감도 바이오센서의 실용화를 위한 간이조작 형광 센싱 기술개발(2016-2019)
         10) 내재성 핵내 수용체 케미칼 라벨링에 의한 동태・기능해석(2016-2019)
         11) 효소를 이용한 가령취성분 Nonenal의 가시화 계측에 의한 전신 가령취의 3D맵화(2016-2019)
         12) 종양 미소환경에 있어서 마크로파지(macrophage)의 생체 내 FRET 이미징에 의한 해석(2016-2019)
         13) 고신뢰성 유기 트랜지스터의 개발과 그 센서 응용(2016-2018)
         14) 플라스몬 유기전하 분리를 이용한 신규 바이오센서의 개발(2016-2019)
         15) 다공질 MIP의 분자인식 능력 부가에 의해 단일세포 해석을 위한 광 간섭형 센서의 개발(2016-2018)
         16) 단일세포 해석을 위한 방향성 결합기형 바이오 포트닉 센서의 개발(2016-2018)
         17) 뇌 기능 해명을 위한 시그널 전달의 다항목 동시 이미징법의 개발(2016-2019)
         18) 기능성 탄소 나노입자 충전형 멀티센싱 채널에 의한 다중 바이러스의 신속검출(2016-2019)
         19) 포토닉 결정 나노레이저 센서의 동작원리 탐구와 생체분석 칩의 실현(2015-2018)
         20) 마이크로 RNA/엑소솜의 비표식 검출에 의한 간이형 암 진단 디바이스의 개발(2015-2018)
         21) 환상 블록 공중합체를 이용한 은나노 입자의 안정화(2015-2018)

   1-5. 신학술영역연구(연구영역 제안형) - 8개 과제
         1) 장력센서를 이용한 세포벽-세포막 인터페이스의 구조역학적 연구(2018-2023)
         2) 활성산소 종에 의한 번역 후 변형을 검출하는 형광 바이오센서(2015-2017)
         3) 선단 바이오 이미징 지원 플랫폼(2016-2021)
         4) ERK 활성전파에 의한 ３차원 형태형성 제어의 구성적 이해(2016-2018)
         5) 세포 간 커뮤니케이션의 라이브 이미징(2015-2020)
         6) 전하·스핀 하이브리드 양자과학의 연구(2015-2020)
         7) 하이브리드 양자과학의 연구총괄(2015-2020)
         8) 사회학습에 의한 음성스킬의 획득과 고정화를 매개한 신경회로 제어(2014-2019)
         1-6. 연구활동 스타트, 국제 공동연구 지원- 3개 과제
         1) 내열성 색소 의존성 D-유산 탈수소 효소의 기능·구조해석과 바이오센서 소자에의 응용(2017-2019)
         2) 금속 나노 홀 어레이(hall array)를 이용한 고감도 소형형광 바이오센서의 개발(2015-2018)
         3) 세포 내 섭취와 외래인자 도입을 제어하는 세포 내 신호전달 기계(2016–2018)

   2. 2018년 현재 종료과제(2014-2017 수행 종료과제)

         2-1. 도전적 연구(萌芽) -34개 과제
         1) Ａβ 올리고머(oligomer)화 동태 검출 센서의 구축(2016-2017)
         2) 협입 전극 임베디드형 저애스펙트 비 pore를 응용한 1입자 형상 해석법의 창성(2016-2017)
         3) 라이브 이미징에 의해 세균 감염과정과 감염 특이적인 오토파지(autophagy)를 가시화한다(2015-2017)
         4) 바이오 이미징에 의한 엔도솜 미토콘드리아(endosome mitochondria) 상호작용의 생리적 의의 해명(2015-2017)
         5) 냄새 결합 단백질을 이용한 고효율 공기 중 냄새 물질의 가용화 기술 확립(2015-2017)
         6) 역소화성 다당과 펩티드를 만드는 유산균에 의해 고령자의 취약화 방지 능력 요구르트의 구축(2015-2017)
         7) 광 유도형 세균 트랩법의 개발과 기능성 고분자 막 창출(2015-2017)
         8) 산화환원 효소의 하이 스루풋(high throughput) 전극 촉매 기능 평가(2015-2017)
         9) 꽃이 피는 시기에 식물체에서 일어나는 것ーDeath 호르몬은 있는가?(2015-2017)
         10) T세포 수용체 유전자 도입 T세포를 이용한 Neoantigen 해석 시스템(2015-2017)
         11) 고감도 종형 나노 트랜지스터의 개발과 환경 바이오센서 응용(2015-2017)
         12) 말초 교감신경계의 바이오피드백 게임에 의한 간질 치료(2015-2017)
         13) 신규 부직포 필터를 이용한 악골 골수유래 간엽계간세포에 의한 재생요법의 개발(2014-2017)
         14) 시간 의학을 고려한 소아치과 치료-야간의 처치는 치수염을 유발하는가(2014-2016)
         15) 치주병원세균을 타겟으로 한 치육구 삽입형 미소 바이오센서의 개발(2014-2017)
         16) FRET 바이오센서를 이용한 EGFR-TKI 비감수성·내성의 해명과 극복(2014-2016)
         17) 바이러스 복제의 장으로 에너지를 공급하는 기구의 해석(2014-2016)
         18) 비효소형 포도당 센서의 개발(2014-2016)
         19) 세포막 투과형 Pin1의 작성과 간세포 분화(2014-2017)
         20) 자매염색분체 간 결합(cohesion) 제어의 현미경적 해석수법 개발(2014-2016)
         21) 광 구동 ATP 재생소포를 이용한 신규 고효율 무세포 단백질 합성 시스템 창성(2014-2015)
         22) 근적외광을 이용한 신규 신속면역 측정법 개발(2014-2016)
         23) 근접장 광에 의한 병원미생물 형광 멀티센서의 초소형·고감도화(2014-2016)
         24) 항체 교차반응을 이용한 매운맛 센서의 개발(2014-2016)
         25) Ａβ이상화 질환 간이 진단을 위한 표식 프리 집적 칩 지향 리포솜(liposome) 물리센서(2014-2016)
         26) 기질인식에 따르는 구조변화를 필요로 하지 않는 혁신적 바이오 센서의 개발(2014-2016)
         27) 세균／도전성 폴리머 복합체 제작과 전기적·광학적 정보취득 디바이스로 응용(2014-2016)
         28) 실리카 세공(細孔) 내에서의 RNA3 염기인식 열역학(2014-2017)
         29) 새로운 센싱 플랫폼으로서의 지질 이분자막 단전자 터널링 장의 창성(2014-2016)
         30) 광열(Photothermal)·유체공학(fluidics)의 원리 개척과 나노 바이오 응용(2014-2016)
         31) 태양로를 이용한 반응성 초고온 처리에 의한 그래핀 형성법의 연구(2014-2016)
         32) 현미내시경에 의한 자유행동 中 마우스로 in vivo Ca·키나아제 이미징(2014-2016)
         33) 동면 특이적 단백질 유사 인간CTRP3는, 생체 항상성 유지능력의 지표가 될까?(2014-2016)
         34) 분자 임프린트(imprint) 고분자를 이용한 신경전달 물질용 고속 센서의 개발(2014-2016)

      2-2. 신진(若手)연구(A,B) -29개 과제
         1) 세포 간 커뮤니케이션을 이미징하는 생물발광 센서 및 해석기반의 확립(2015-2017)
         2) MEMS-CMOS 이미지센서 기술에 의한 비표식 멀티모달 바이오 센서(2014-2017)
         3) 디지털화 나노채널에 근거한 단일세포체학 계측기술의 확립(2014-2017)
         4) 대칭 파괴 구조를 갖는 플라스모닉 나노쉘의 정밀구조 제어와 광 디바이스 응용(2014-2017)
         5) 신규β 카테닌(catenin) 산화 동태 가시화법을 이용한 생체 내 Wnt 시그널 조절기구 해석(2015-2017)
         6) 박막 간섭형 나노 구조기판을 이용한 종양마커의 고감도 라만 분광 바이오센싱(2015-2017)
         7) 초고감도화 NMR 시그널에 의한 헤모글로빈의 산소포화도 관측(2015-2017)
         8) 전자동１세포해석 단리장치에 의한 대규모 후각 수용체 레퍼토리 해석(2015-2017)
         9) 비타민D 수산화체의 신규 생산법 개발(2015-2017)
         10) 고급 지방산의 냉각정석 검출을 이용한 듀얼 연료제조 프로세스의 최적 제어기술 개발(2015-2017)
         11) PEG 블록 다중인산에 의한 고기능의 바이오센서 표면의 구축(2015-2017)
         12) 막 단백질 진화공학에 의해서 인공세포의 포식능력을 획득한다(2015-2017)
         13) 내이 유모세포에 있어서 Rac 분자종의 기능해명과 진행성 난청 치료에의 응용(2014-2016)
         14) 알콜 CVD법에 의한 그래핀 직접성장과 도메인 확대 신수법의 개발(2014-2017)
         15) 전자 구동식 운행 조작기술을 이용한 고감도 바이오센서의 개발(2014-2017)
         16) 광나노 안테나를 갖춘 형광상관 분광 분석 디바이스에 의한 프리온병의 조기진단법 개발(2014-2016)
         17) 신규 임프린트 개발을 위한 스퍼터링(sputtering)법을 이용한 바이오센서의 개발(2014-2016)
         18) 신규 분자형광 센서를 이용한 곤충 호르몬 운반기구의 해명(2014-2017)
         19) 닭 미각 수용체군의 동정과 그 기능 해석(2014-2016)
         20) 근립균의 탈질을 제어하는 신기이성분 정보 전달계 NasS, NasT의 구조기능 해석(2014-2017)
         21) 마모셋의 In vivo 2광자 동기 칼슘 이미징법의 확립과 응용(2014-2016)
         22) 인쇄형 웨어러블 바이오 연료전지의 개발과 멀티 임피던스(multi impedance) 해석(2014-2016)
         23) G단백질 시그널에 응답하는 스위칭 게놈 편집기술(2014-2016)
         24) 구리 나노구조체의 광안테나 능력을 최대한으로 활용한 광에너지 변환계의 고효율화(2014-2017)
         25) 간세포의 품질 모니터링을 목표로 한 효소/고분자 전해질 복합체 센서 배열의 개발(2014-2016)
         26) 초집적형 고내구화 기술에 의한 부유 바이러스 모니터링 센서의 구축(2014-2016)
         27) Galectin 네트워크에 의한 AGE 대사제어 기구의 해명과 진단에의 응용(2014-2016)
         28) 당사슬(糖鎖) 및 당유도체를 인식하는 고감도 세포검출 센서의 개발(2014-2015)
         29) 일체형 CNTs/그래핀 3차원 하이브리드체의 효소 전극 반응계로의 전개(2014-2017)

      2-3. 기반연구(A,B,C) -33개 과제
         1) 시간분해 플라스몬(plasmon) 여기발광(励起発光) 이미징을 이용한 노로바이러스 검출시스템 연구(2014-2017)
         2) 세포내 섭취(endocytosis)와 외래인자 도입을 제어하는 세포 내 시그널 전달 기계장치(2014-2017)
         3) 생체기능을 담당하는 단백질 가교화와 그 제어파탄(破綻)에 관한 분자기반(2014-2017)
         4) 혈액형 유산균을 이용한 염증성 장 질환을 방지하는 신기능성 요구르트의 구축과 응용(2014-2017)
         5) 어류의 스트레스의 가시화：가시광 통신기술을 이용한 바이오센싱 시스템의 창출(2014-2017)
         6) 췌장 랑게르한스섬의 세포외 ATP 시그널의 시공간 동태 해명(2014-2017)
         7) KRas 유전자, 또는 BRaf 유전자변이 암세포의 약제 저항성 시스템 해석(2014-2017)
         8) 동질(homogeneous)의 검사를 자유롭게 실현하는 핵산 구조체 센싱 분자 제작법 확립(2014-2017)
         9) 이종기능 집적화 그래핀 디바이스 구성법의 연구(2014-2017)
         10) 기능성 입자에 의한 시그널 증폭법을 채용한 초고감도 바이오마커면역검사(2014-2017)
         11) 나노 구조물의 포논(phonon) 수송을 이용한 혁신적 바이오센서의 창성(2014-2017)
         12) 성장구동력 제어를 이용한 나노 다이아몬드에서의 카본 나노 튜브 고효율 합성(2014-2017)
         13) 세포―재료계면과 세포막 표면의 분자 프로세스 해석에 근거한 새로운 바이오 소재의 창성(2014-2017)
         14) 신규 바이오센서를 이용한 구강 내에서의 의치의 오염 탈착의 해석(2014-2017)
         15) In vivo 마이크로 이미징에 의한 타액선 세포 Ca2+응답과 분비기구의 해명(2014-2017)
         16) 타액선에서 개구 분비와 Ca2+, cAMP 및 SNARE 동태의 리얼타임 해석(2014-2017)
         17) AMP 키나아제(AMPK）활성화에 의한 항동맥경화 효과, 항암 효과의 매커니즘 해명(2014-2017)
         18) 표면 플라스몬(plasmon) 공명을 이용한 식물자원에서의 항 생활 습관병 약 시즈(seeds) 탐색법 확립(2014-2017)
         19) 전기응답 덴드리머(dendrimer)를 이용한 약물방출 시스템의 개발(2014-2017)
         20) 심근 비대에 있어서 N-WASP-Nebl 복합체의 활성화 제어기구 해명(2014-2017)
         21) 모델 생물을 이용한 냄새에 대한 기호성이 변화하는 구조의 해명(2014-2017)
         22) 무기착체를 내포하는 나노구체 리포솜(liposome)을 이용한 바이러스의 고감도 전기화학 검출(2014-2017)
         23) 단쇄항체의 정밀 배향고정에 의한 반사간섭분광센서의 초고감도화(2014-2017)
         24) 멀티 양자빔 조사에 의한 디웨팅(dewetting) 현상 관찰과 기구 해명(2014-2017)
         25) DNA를 좌표지정으로 배열한 전자회로의 개발과 이것을 이용한 DNA 병렬계산 소자에의 응용(2014-2017)
         26) 냄새 응답성 폴리머의 창성과 냄새 센싱(2014-2017)
         27) 반공진 반사를 도파원리로 하는 중공(中空) core coherent 파이버 번들(2014-2017)
         28) 자성 나노 플라스모닉 결정에 의한 자기광학 증강효과와 고감도 바이오센서의 개발(2014-2017)
         29) 리간드(ligand) 활성형 이온채널 집적화에 의한, 신규센서 시스템의 개발(2014-2015)
         30) 자기조직화 수층 그래핀의 당쇄수식에 의한 고병원성 조류 인플루엔자의 개발(2014-2017)
         31) 복수 유전자의 동시・병렬 전사제어에 의한 인간 세포내에서의 유전자 발현 네트워크 구축(2014-2017)
         32) 유전분질(amyloid) β펩티드(peptide)의 전기화학적 검출에 의한 알츠하이머병 조기진단 시스템의 개발(2014-2017)
         33) 박막 간섭기판의 형광증강 효과를 이용한 고 대조(contrast) 형광 현미경 개발(2014-2017)

      2-4. 특별연구원 장려비 –9개 과제
         1) 교감신경계 자격응답의 성차에 관한 심혈관 시그널 조절기구의 망라적 해석(2014-2017)
         2) 생체샘플 중 fg/ml 영역 마커 검출을 목표로 한 질량분석 칩의 개발(2014-2015)
         3) 뇌형성에 있어서 증식인자 뉴레글린(Neuregulin)의 시공간적 제어기구과 그 역할에 관한 연구(2014-2016)
         4) MAP 키나아제 활성의 가시화에 의한 식물면역기구 해명(2014-2017)
         5) 내재성 신경전달물질 수용체의 선택적 케미컬 라벨과 시공간 기능해석(2014-2017)
         6) 소형항체의 실용화를 위한 고기능성 융합분자 창제(2014-2017)
         7) 액중 원자간력 현미경에 의한 요동하는 분자쇄의 3차원 입체구조 서브 나노 스케일 계측(2014-2017)
         8) 분자 비콘(beacon)형 탐침(probe)을 제시한 나노 복합체에 의한 표적 바이러스의 검출(2014-2017)
         9) 형광공명 에너지 이동에 의한 0·1차원 나노 도트・와이어 센서의 개발(2014-2016)

      2-5. 신학술 영역 연구(연구영역 제안형) -9개 과제
         1) 유전자 코드화된 FRET형 산소 바이오센서의 개발(2015-2017)
         2) NADPH 옥시다제 활성의 시공간적 정량법 확립(2015-2017)
         3) 바이러스 감염 특성(competency)의 불균일성을 결정하는 숙주인자의 동정(同定)(2015-2017)
         4) 플라스모닉 칩에 의한 광응답성 분자박막계면의 국소적 구조제어(2015-2017)
         5) 동원체 크로마틴(centromere chromatin)의 동적 구조의 분자기반과 의의(2014-2016)
         6) 바이오 이미징에 의한 바이러스 감염과 세포응답의 정량해석(2014-2016)
         7) 옥신(auxin) 극성수송에 관한 이론적·실험적 연구(2014-2016)
         8) 맥관 내선구조의 회전과 침윤·전이(2014-2016)
         9) 그래핀에 의한 플렉시블 디바이스의 패시배이션(2014-2016)

      2-6. 연구활동 스타트 지원 –4개 과제
         1) 금속 어시스트형 슬롯 도파로에 근거한 집적 바이오센서에 관한 연구(2015-2017)
         2) 세포증식 시그널의 재구성에 의한 암세포의 MEK 저해제 저항성 해석(2014-2016)
         3) 바이오 마커 조기검출을 위한 표면 플라스몬 증강형 형광 바이오센서의 개발(2014-2016)
         4) 분자 수용체(receptor)를 수식한 유기박막 트랜