바이오인

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 18-22
블록체인 기반의 DNA 정보 사고 파는 시대 예고

◇ 미국의 스타트업 네불라 지노믹스(Nebula Genomics)는 비트코인과 같은 암호화폐의 기본이 되는 블록체인(Blockchain) 기술을 기반으로 개인이 유전체 정보를 사고 팔 수 있는 시대를 예고. 유전체 데이터의 소유권은 개인이 가지며 제약업체들과 같은 데이터 구매자들이 비용을 지불하게 되는 비즈니스 모델을 공개  

    ▸주요 출처 : Science in brief, Blockchain, meet genomics, 2018.2.16.; Nebula Genomics, Blockchain-enabled genomic data sharing and analysis platform, 2018.2.7.; 메디게이트뉴스, 블록체인과 유전체 분석 기업과의 만남, 2018.2.13

 ■ 네불라 지노믹스(Nebula Genomics), 블록체인기술 기반의 유전체 데이터 공유 및 분석 플랫폼 구축

 ○ 유전체 연구 및 산업의 활성화를 위해서는 보다 많은 양의 유전체 분석 데이터가 필요하나, 높은 비용과 데이터의 비표준화, 개인정보보호 문제 등의 어려움이 존재
  - 네불라 지노믹스(Nebula Genomics)는 시퀀싱 비용을 없애거나 줄이고, 개인정보보호 문제 등을 해결할 수 있는 좋은 방안을 제시
  - 비트코인과 같은 암호화폐 거래의 기초가 되는 블록체인(Blockchain) 기술로 개인이 유전체 정보를 사고 팔 수 있는 시대를 예고 
    ※ 미국의 네불라 지노믹스는 유전체학의 세계적인 석학인 하버드의대 George Church 교수가 공동설립한 스타트업으로, 하버드대 박사과정인 Dennis Grishin과 대학원생 Kamal Obbad가 설립을 주도

 ○ 최근 네불라 지노믹스는 ‘블록체인으로 가능한 유전체 공유 및 분석 플랫폼 (Blockchain-enabled genomic data sharing and analysis platform)’를 발간

  - 전장 유전체 분석(Whole Genome Sequencing) 1,000달러 이하, 엑솜 시퀀싱 (Exome Sequencing)은 300달러 이하의 저렴한 가격에 제공하면서 유전체 분석 데이터 소유권을 개인이 가지도록 하는 비즈니스 모델을 공개
    ※ 23andme, Ancestry, Helix와 같은 기존 유전체 분석업체들은 개인이 돈을 지불하면 분석결과를 알려주고, 유전체 정보는 보관하고 있다가 제약 및 생명공학 기업에 연구 및 개발용으로 판매
  - 네불라 지노믹스의 비즈니스 모델은 데이터 소유자와 구매자 간 중간자인 유전체 분석업체를 제외하고, 대신 소유자가 블록체인 기반 peer-to- peer 네트워크에 가입해 데이터 구매자와 직접 연결
    ※ 개인은 자신의 유전체 정보를 연구목적 등에 팔거나 기부할 수 있는 결정권 소유
 네불라 모델(Nebula Model) 특징

 ○ 네불라 모델은 효과적으로 시퀸싱 비용을 줄이고 개인 유전체 데이터 보호를 강화하였으며, 데이터 확보, 빅데이터 처리에 관하여 데이터 구매자의 요구를 충족시키는 구조로 설계

< 네불라 모델 개요 >

출처 : Nebula Genomics, Blockchain-enabled genomic data sharing and analysis platform, 2018.2.7

 ○ (시퀀싱 비용) 네불라는 시퀀싱 비용을 낮추는 방법으로 두 가지를 제시
  - 첫 번째는 아직 유전체 분석을 하지 않은 개인은 네불라 네트워크에 가입하고 유료 설문조사에 참여하는 것으로, 데이터 구매자는 관심있는 표현형을 가진 개인을 식별해 유전체 분석비용 보조금을 제공
    ※ 시퀀싱 기술이 발전하여 시퀀싱 비용이 감소함에 따라 향후 구매자는 많은 사람들의 개인 유전체 시퀀싱 비용을 완전히 지불할 수 있게 될 것으로 전망
  - 두 번째는 네불라 시퀀싱 시설 또는 다른 유전체 분석업체로부터 받은 개인의 데이터 접근권을 네불라 네트워크를 통해 유료 판매해 이익을 확보
    ※ 시퀀싱 비용을 낮추면 더 많은 사람이 유전체 분석에 참여할 것이고, 유전체 데이터의 증가로 바이오의료 연구가 촉진될 것으로 기대

 ○ (데이터 보호 강화) 개인 데이터는 여러가지 메커니즘을 통해 보호
  - 데이터 소유자는 개인 유전체 및 표현형(phenotypic) 데이터를 개인적으로 저장하고, 누구에게 엑세스할 수 있는지 제어 가능
    ※ 공유된 데이터는 Intel SGX(Software Guard Extensions)과 동형암호 (homomorphic encryption)를 사용하여 암호화되고 안전하게 분석되기 때문에 데이터 구매자는 절대원문(plaintext)을 볼 수 없음
  - 데이터 공유 및 대가지불 동안 데이터 소유자는 익명으로 처리되고, 네블라 네트워크의 주소는 개인정보와 관련없는 암호화 식별자로 처리
    ※ 데이터 구매자는 네불라 지노믹스에서 확인한 신원에 대해 완전히 투명해야 하며, 모든 거래기록은 네불라 불록체인에 영구 저장

 ○ (데이터 확보의 효율성) 데이터 구매자는 네불라 네트워크를 통해 대규모 유전체 데이터 세트를 효율적으로 확보 가능
  - 데이터 구매자가 데이터 소유자와 직접 연결할 수 있게 함으로써 고품질의 표현형 데이터를 쉽게 확보 가능
    ※ 분산된 개인 데이터 저장소는 데이터 저장소 전반에서 유전체 데이터의 조각화를 해결하는데 도움이 되며, 12개의 대용량 데이터 저장소를 운영하여 데이터 저장의 중앙 집중화를 방지 
  - 네불라 네트워크에서 제공되는 유전체 및 표현형 데이터는 표준화된 형태로, 구매자는 크고 다양한 데이터 세트를 관리하는데 소요되는 많은 비용을 절감
    ※ 계약서 서명, 지불 및 데이터 전송 프로세스 자동화 등 스마트한 계약으로 데이터 구매를 빠르고 용이하게 함

 ○ (빅터이터 처리 가능) 다가오는 유전체 데이터 폭발을 준비
  - 규모가 큰 유전체 데이터에 필요한 저장공간은 데이터 소유자가 개인적으로 저장할 수 있도록 허용함으로 중앙집중식 데이터 저장장치가 불필요
    ※ 구매자가 데이터를 계산할 수 있도록 유전체 데이터 요약을 신속하게 전송할 수 있는 공간 효율적인 데이터 인코딩 형식 도입. 또한 구매자가 인텔 SGX를 지원하는 모든 컴퓨팅 하드웨어를 활용할 수 있도록 함으로써 이용 가능한 컴퓨팅 리소스가 활용됨

 ○ (네불라 토큰, Nebula tokens) 네불라 네트워크에서 사용되는 화폐
  - 개인은 네불라 토큰으로 유전체 분석결과를 구매하고, 데이터 구매자는 유전체 및 표현형 데이터 접근권을 구매하기 위해 네블라 토큰을 사용. 이때 네불라는 데이터 구매자에게 실물 화폐를 받고 네불라 토큰을 판매

< 네불라 경제 모식도(A 네불라 네트워트 성장, B 네불라 토큰의 순환) >

출처 : Nebula Genomics, Blockchain-enabled genomic data sharing and analysis platform, 2018.2.7.

 ○ 네불라 네트워크는 블록스택(blockstack.org) 플랫폼과 이더리움 파생 네불라 블록체인을 기반으로 제작
  - 향후 네불라는 분산된 데이터 저장과 안전한 계산이 가능하도록 해 네불라가 유전체 데이터 보호를 위한 새로운 표준을 수립할 것이라 하며,
  - 장기적인 목표는 표현형 데이터를 지원하는 것으로, 표현형 정보와 유전체 정보를 통합해 가치 있는 통찰을 제공하는 개인건강기록(PHR) 시스템으로 발전해 나갈 계획

< 네불라 네트워크의 개요 >

출처 : Nebula Genomics, Blockchain-enabled genomic data sharing and analysis platform, 2018.2.7.