최신 생명공학 기술 - choesin saengmyeong-gonghag gisul

한국생명공학연구원, 각 바이오 분야에서 10대 미래 유망기술 발굴
플랫폼 바이오 분야에선 ‘차세대 유전체 합성’ 등 주목
레드 바이오에선 감염병 관련 기술이 미래 유망 바이오 기술로 선정
고위험-고수익 연구개발을 체계적으로 지원하면 기술 패권 경쟁에서 승산 있어

[바이오타임즈] 한국생명공학연구원 국가생명공학정책연구센터(센터장 김흥열)는 기술 패권 경쟁 시대에 미래를 선도할 ‘10대 바이오 미래 유망기술’을 발표했다.

이번 바이오 미래 유망기술 선정은 플랫폼 바이오, 레드 바이오, 그린 바이오, 화이트 바이오 분야에서 바이오 미래 유망기술을 발굴하기 위한 것으로, 한국과학기술정보연구원 데이터분석본부(본부장 김은선)와 협력하여 머신러닝을 통해 이슈 키워드를 분석하는 위크 시그널(Weak Signal) 기법으로 객관성과 정확성을 강화했다.

10대 미래 유망기술에는 ▲세포 정밀 이미징/시퀀싱, 차세대 유전체 합성, 후성 유전체 편집(플랫폼 바이오) ▲치료용 신경 정신 약물, 차세대 백신, 소포체 기반 약물 전달 기술(레드바이오) ▲바이오 장기 생산 키메라 기술, 식물 광합성기구 기능 향상 기술(그린바이오) ▲나노물질 유래 친환경 중합체 합성 기술, 환경오염물질 분해 마이크로바이옴(화이트바이오) 등이 선정됐다.
 

◇플랫폼 바이오 분야에선 ‘차세대 유전체 합성’ 등 주목

먼저 플랫폼 바이오의 유망기술을 살펴보면 ‘세포 정밀 이미징/시퀀싱’은 역동적인 세포 내 현상을 3차원으로 정밀하게 관찰하는 동시에 특정 유전자의 서열을 분석하여 발현량과 위치를 파악하는 기술이다.

이 기술은 세포 본연의 형태를 유지한 채 단일세포 수준의 시·공간적 유전체 정보를 제공한다는 점에서 기존 유전체 분석 기술을 크게 변화시킬 기술로 평가받고 있지만, 국내에서는 아직 해당 기술을 응용하여 공식적으로 발표한 연구 사례가 없다.

플랫폼 바이오 분야의 ‘차세대 유전체 합성’은 생명체의 DNA를 설계하고 이를 신속 정확하게 대량으로 합성하여 건강, 환경, 우주 등의 분야에서 인류가 직면한 기술적 한계를 극복하고, 향후 바이오가 자연 지향설계(Nature Co-Design)로의 패러다임 전환에 핵심적인 기술이 될 것으로 연구진은 전망했다.

‘후성 유전체 편집’은 유전자 편집 도구를 활용하여 후성유전학적 변이를 선택적으로 제어함으로써 생물체의 기능을 연구하고, 분석하는 기술이다. 재생의학, 유전자치료, 세포치료제 산업의 확대 및 차세대 바이오산업 경쟁력 확보 등의 경제적 산업 효과가 기대되며, 고령화로 인해 발생하는 다양한 퇴행성 질환, 신경질환, 암 등에 대한 치료법을 제시할 것으로 보인다.
 

◇레드 바이오에선 감염병 관련 기술과 엑소좀 기술 선정

레드 바이오 분야에서는 오미크론 변이로 새로운 국면을 맞이하고 있는 코로나19 팬데믹의 여파로 감염병 관련 기술이 미래 유망 바이오 기술로 선정됐다.

코로나19로 사회적 부담이 더욱 가중되고 있는 우울증, 불안, 중독 등 만성·난치성 신경정신질환 극복을 위한 ‘치료용 신경 정신 약물’과 다양한 병원체와 변이 바이러스에 신속하게 대응하여 효과적으로 감염병을 제어하고 더불어 항암과 희귀질환 예방에도 활용할 수 있는 ‘차세대 백신’이 포함됐다.

또한, ‘소포체 기반 약물 전달 기술’은 세포 소기관인 소포체, 다양한 세포 유래 엑소좀을 활용해 약물을 목적 세포까지 정확하고 효율적으로 전달하는 기술로, 기존의 리포솜 등 인공적 합성이 아닌 생체 유래 물질 특성상 면역원성이 낮아 안전하고, 세포 표적화가 용이하여 약물 전달체로서 유망할 것으로 보인다.

미국 시장조사기관 그랜드 뷰 리서치 보고에서 글로벌 엑소좀 시장이 2030년 약 2조 6,000억 원 규모로 성장할 것으로 예상된다. 엑소좀이 각종 암을 비롯한 알츠하이머, 심혈관 질환, 간질환 등 활용 범위가 확대되면서 초기 시장 선점을 위해 국내외 기업들의 진입이 치열할 것으로 예측된다.

◇‘바이오 장기 생산 키메라 기술’과 ‘환경오염물질 분해 마이크로바이옴’도 유망

그린바이오 분야의 ‘바이오 장기 생산 키메라 기술’은 인간 줄기세포를 동물에 넣어 이식 및 치료 목적으로 인간의 조직이나 장기, 기관을 동물에서 생산하는 기술이다. 면역거부 반응이 최소화된 범용/맞춤형 이식용 장기를 확보하여 환자에게 제공함으로써 장기수급 불균형을 해소하고, 난치질환의 치료 가능성을 높일 수 있는 기술로 주목받고 있다.

화이트 바이오 분야에서 미래 유망기술로 선정된 ‘환경오염물질 분해 마이크로바이옴’은 박테리아, 나방 등에서 분리해낸 환경오염물질 분해효소를 지닌 마이크로바이옴을 활용하여 플라스틱, 비닐 등 환경오염 물질을 분해하는 기술이다. 유기체를 이용해 플라스틱을 비롯한 난분해성 환경오염 물질을 분해하기 때문에 분해 과정에서 유해 물질이 발생하지 않아 친환경적이며, 안전한 환경 조성이 가능할 것으로 기대를 모으고 있다.

한국생명공학연구원 측은 최근 주요국이 바이오 R&D 혁신의 속도를 높이기 위해 고위험-고수익 연구개발을 위한 전문기관을 설립하는 추세로, 코로나19 진단기기 시장에서와 같이, 우리나라 또한 고위험-고수익 연구개발을 체계적으로 지원하면 기술 패권 경쟁 시대의 새로운 강자가 될 수 있다고 설명한다.

한국생명공학연구원 국가생명공학정책연구센터 김흥열 센터장은 “지난해 우리나라는 UNCTAD(유엔무역개발회의) 역사상 처음으로 선진국으로 지위가 변경된 국가로, 더 이상 패스트 팔로워 전략은 유효하지 않다. 기술 패권 경쟁 시대의 퍼스트 무버가 되기 위해서는 미래를 선도할 혁신 기술 확보가 그 어느 때보다 중요한 시점”이라고 말하며 “우리나라 유일의 바이오 전문 연구기관인 한국생명공학연구원은 바이오 기술 선도국 도약을 위한 국가전략 수립에 기여하고자, 확보해야 할 혁신 기술을 지속해서 제시할 계획이며, 이를 위해 출연연 간 협력을 확대하고 바이오 미래 유망기술 발굴 연구를 강화해 나가겠다”고 강조했다.

[바이오타임즈=정민구 기자]

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