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정책동향

일본 산업기술종합연구소 제2기 연구 전략

  • 등록일2009-07-24
  • 조회수15825
  • 분류정책동향 > 기타 > 기타
  • 자료발간일
    2008-07-24
  • 출처
    김정석 한국생명공학연구원 정책팀
  • 원문링크
  • 키워드
    #일본 산업기술종합연구소#일본 산업#일본 생명과학
  • 첨부파일
Bioin스페셜 WebZine 2009년 11호
 
 
 일본 산업기술종합연구소 제2기 연구 전략
 
 
김정석  한국생명공학연구원 정책실
 
 
제1절 생명과학 분야 연구 전략
 
1. 생명과학 분야의 상황인식
 
20세기에 많은 과학기술의 진보가 이루어졌음에도 불구하고 새로운 사회문제가 표면화되고 있다. 일본의 경우 급속하게 진행되는 고령화가 건강 장수사회의 실현이라는 새로운 과제를 제시하고 있다.
한편, 버블 붕괴 이후 경제정체, 산업경쟁력 저하, 기업 구조조정 등에 따른 산업구조의 변화에 따라 정신건강의 문제가 중요하게 부상하고 있다.
 
또한 에너지ㆍ자원의 제약이나, 지구 온난화를 위시한 환경문제가 표면화되면서 산업이나 사회구조를 지속 가능한 순환형 구조로 전환하기 위한 근본적인 변화와 혁신이 요구되고 있다.
 
개발도상국을 중심으로 바이러스와 같은 병원성 미생물에 의한 질환도 세계 정세의 안정성을 저해하는 하나의 요인으로 작용하고 있어 국제적인 대처가 필요한 시점이다. 이와 함께 산업·경제의 글로벌화로 국제경쟁이 가속화되고 있어 지적재산권의 보호와 국제표준 선점이 없이는 산업경쟁력을 유지·증진시키는 것은 불가능하다.
 
생명과학 분야 연구성과의 대부분은 인간의 건강과 직접 관련되어 있어 건강 장수사회의 실현을 위한 여러 가지 과제해결에 도움이 될 수 있다. 또한 생물기능을 이용한 신물질 생산기술은 반응의 특이성이 높고 에너지 효율이 뛰어나 지속 가능한 순환형 사회구축 실현에 크게 기여할 것으로 기대된다.
 
그림 1. 생명과학 기술 부감도
 

자료 : 일본 특허청, 생명과학에 관한 특허 출원 기술 동향 조사보고, 2003.4

 
1.1 니즈의 변화
 
생명과학의 기간기술의 하나인 바이오테크놀로지는 생물이 갖는 기능을 이용하여 인간의 생활에 도움이 되게 하는 기술이다.
 
전통적인 바이오테크놀로지의 시대 (1973년 이전)
 
유전자 재조합 기술이 출현하기 이전에 개발된 산업기술로서 바이오기술을 "Old Biotechnology"라고 부른다. 19세기 중반 이후 생물이 생산하는 유용 물질 및 유전구조의 규명연구가 급속히 진행되어 미생물의 기능에 의해 발효나 양조가 이루어진다는 것이 밝혀졌다. 또한 생물에 의한 물질대사 구조가 과학적으로 규명되어 미생물에 의한 항생물질이나 아미노산의 발효생산이 가능해졌고 오늘 날 중요산업인 발효산업을 탄생시켰다.

New 바이오와 게놈해석의 시대 (1973~2003년)
 
1973년 코엔과 보이어가 DNA 재조합에 성공함으로써 유전자 재조합 기술이 개발되었다. 1970년대 후반부터는 이 기술을 이용하여 미생물을 유전자 수준에서 인위적으로 조작하여 유용물질을 생산하는 유전자 공학의 시대를 맞이했다 (New Biotechnology의 탄생).
 
1990년대 후반부터 2000년 초반에는 완전한 생명의 구조를 이해하기 위해 인간으로부터 동물, 식물, 미생물에 이르기까지 염색체를 구성하고 있는 DNA의 배열을 규명하는 게놈해독의 시대가 도래했다. 이를 통해 인간으로부터 미생물에 이르는 470종 이상의 게놈이 완전히 해석되었고 다양한 생명 현상에 관련된 수 천, 수 만의 새로운 유전자가 발견되었다. 또한 1998년에는 인간배아간세포(ES 세포)가 수립되어 재생의료의 기대와 복제인간 탄생의 우려가 공존하는 시대가 시작되었다.
 
포스트게놈 시대 (2003년 이후)
 
2003년 4월 인간게놈의 해독완료가 선언되면서 본격적인 포스트게놈 시대에 돌입하였고, 유전자와 유전자 산물인 단백질의 기능을 해독하는 포스트 게놈(post-genome) 연구가 발전하고 있다.
 
예를 들어, DNA 마이크로 어레이에 의한 대규모 유전자 발현 해석, 메타볼롬 해독, 수천 종류에 이르는 단백질의 3차원 구조해석, 고도의 정보를 보유하고 있는 유전자 데이타베이스의 정비, 메타게놈 해독 등이 이루어지고 있다. 세계 각국은 이러한 기술을 통해 산업에 직결될 수 있는 게놈신약, 맞춤의료, 재생의료, 미생물ㆍ식물기능을 활용한 유용물질 생산 등을 위한 연구 개발 경쟁을 치열하게 전개하고 있다.
 
1.2 세계 환경변화
 
뉴 바이오테크놀러지 기술개발은 주로 미국을 중심으로 이루어지고 있다.  미국은 이 분야에 계속적으로 자금을 투입하고 있으며, 2006년 데이터에 의하면 미국 정부는 NIH 한 기관에 일본 정부 총 생명과학 예산의 7배가 넘는 288억 달러(약 3.3조엔)를 투입하였다.

NIH는 27개 연구소, 정보기술센터, 임상센터로 구성된 거대한 조직으로 건강에 관련된 모든 연구를 수행하고 있다. 질병이나 게놈연구와 함께 2000년에는 바이오 이미징을 중심으로 한 의공학 첨단연구를 수행하는 National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering(NIBIB)를 설립하였다. 이와 함께 에너지성(DOE) 산하의 연구기관에서는 미생물 게놈의 해독이나 바이오매스 연료에 관한 연구들이 진행되고 있다.
 
미국 부시대통령은 2000년 1월 연두교서로 발표한 과학기술 정책의 하나인 National Nanotechnology Initiative (NNI)를 발표하였다. NNI는 나노테크놀로지와 바이오테크놀로지의 융합영역인 나노바이오를 향후 핵심과제의 하나로 제시하고 있으며, 2003년 미국 정부가 나노기술 분야에 투입한 총 연구비의 약 12%(일본의 경우 6%)를 나노바이오에 투자하였다. 미국 정부는 향후 NIH 등에 지원을 확대하여 25%까지 증대시킬 계획이다.
 
한편, 유럽은 생명과학분야에서 미국과 경쟁하기 위해「유럽을 위한 전략」을 수립하는 등의 노력을 하고 있다. 아시아에서는 싱가폴이 「바이오인더스트리 21 계획」에 근거해 Pharma Park를 정비하는 한편 미국과 유럽의 대형 제약기업 유치를 전략적으로 추진한 결과 암 연구의 유전자형(genotype)하면 싱가폴이라고 인식될 정도로 성장하였다. 중국도 생명과학 분야의 연구 개발을 적극적으로 진행하고 있다.
 
특히, 특허출원 현황을 보면 각국이 게놈 관련 기술의 지적재산권 확보를 위해 중점적인 노력을 경주하고 있다는 것을 알 수 있다. 또한 중국, 한국, 태국, 싱가폴, 대만 등 아시아 국가에서 나노바이오에 대한 관심이 높아지고 있어 향후 정부 연구개발 투자도 증대될 것이 전망되고 있다. 이미 미국뿐만 아니라 아시아 국가들도 정부 프로젝트나 공용설비 설치 등의 정책을 통해 나노바이오 분야의 연구개발을 적극적으로 추진하고 있다.
 
기술진보를 위한 경쟁뿐만 아니라 생명과학 응용의 토대가 되는 유용 유전자원 확보를 위한 경쟁도 격화되고 있다. 특히 풍부한 생물다양성을 보유한  열대 지역의 국가들은 자국의 생물자원의 국외반출을 제한하기 시작하여 신규 유전자원 확보를 위해서는, 국제 관계도 배려해야 한다. 1992년 5월에 만들어진「생물다양성협약」에 2006년 4월까지 일본을 포함한 187개국 및 EC가 참여하고 있으며, 세계 생물다양성 보전을 위한 구체적인 정책이 검토되고 있다.

한편, 선진 각국은 신규 의약품 개발, 첨단 의료기술 개발을 위해 생명과학 발전을 적극 지원하고 있다. 아울러 개발도상국을 중심으로 발병하고 있는 전염성 질환의 억제, 보건증진도 국제적으로 대처해야 할 중요한 과제가 되었다.
 
국제표준과 관련하여 기존의 하드지향에서 소프트지향으로 급속히 전환되고 있고, 소비자 문제나 고령자·장애자 등 사회적 약자를 위한 배려가 중요시되고 있다. 예를 들어 2001년 11월에는 ISO/IEC Guide 71「고령자 및 장애자의 요구에 대응한 규격작성 배려 지침」이 발표되었다.
 
1.3 일본의 환경변화
 
일본은 게놈해독 분야에서 미국에 크게 뒤졌다. 그러나 포스트 게놈(post-genome) 연구에서는 과거의 전철을 밟지 않기 위해 종합과학기술회의에서 생명과학 분야의 추진전략(2001년 9월)을 수립하고, 독창적이고 맹아적인 기초연구나 학제간 융합영역에서의 적극적 연구개발 추진을 중점과제로 선정했다.
 
또한 이러한 연구성과를 신속히 산업에 연계할 수 있도록 2002년 12월 바이오테크놀러지 전략 대강을 수립하였다. 2004년 5월 수립된 경제산업성의 신산업창조전략은 특히, 의료기기의 분야에서 환자의 부담을 경감하여 삶의 질을 제고하는 기술고도화의 중요성을 강조하고 있다. 2005년 3월 수립된 기술전략맵은 조기진단에서 예방의료로 전환하여 개인의료 실현방침이 제시되었다. 그 배경에는 일본이 향후 세계에서 유례없는 고령화 사회를 맞이할 것이 확실시되고, 이에 따라 국민의료비의 증대, 노동인구의 감소 등의 문제에 대비해야 할 필요가 있다. 이러한 사회적 배경을 기초로 관련 부처에서는, 건강증진법의 시행으로 대표되는 건강의 유지 증진 및 신산업 창출을 향한 여러 가지 시책을 발표하고 있다.
 
한편, 일본의 생명과학 관련 산업의 시장 성장률이 미국에 비해 낮고1), 이 분야에 대한 연구개발을 보다 충실하게 추진해야 한다는 필요성이 지적되고 있다. 2006년 3월 종합과학기술회의는 생명과학 분야의 추진전략을 새롭게 수립하여 총체적 생명현상의 이해를 통한 생명의 신비 규명 및 연구성과의 실용화 강화(국민에게 성과환원) 필요성을 발표하였다.
1) 1 2001년 대비 2006년의 미국 바이오 관련 산업 성장률이 19%인데 비해 일본은 39%(일경 BP 바이오 연감 2007년)

2007년에는 평생 건강한 사회 형성·세계적 과제 해결에 공헌하는 사회형성을 위한 장기 전략 및 지침인「이노베이션(innovation) 252)」와 환경을 중시하는 기술혁신(환경가치) 및 인간을 중시하는 기술혁신(감성가치)을 목표로 하는「에코 이노베이션(innovation)」이 정부 중요 정책으로 발표되었다. 이와 함께 생명과학 분야의 기초연구 성과를 임상연구, 신약개발 지원 등 실용화와 연계하는「기초로부터 임상연구에의 중개연구」의 추진강화 필요성이 강조되었다.
 
이를 근거로 산업기술종합연구소는 독자적인 전략에 따라 진정한「건강 장수 사회」와「지속 가능한 자원 순환형 사회」를 위한 과학기술 개척에 도전한다 (그림 3).
 
 
<그림-3> 생명과학분야의 중요 정책과 연구전략*
 
* 「기초연구로부터 임상연구에의 중개연구」는 생명과학 분야의 기초연구 성과를 임상연구나 신약개발 지원 등의 실용화와 연계하는 연구개발. 제3기 과학기술기본계획의 전략 중점 과학기술의 하나이며 경제산업성, 문부과학성, 후생노동성에서 관련 정책을 시행 중.
2) 「이노베이션(innovation) 25」에서는, 평생 건강한 사회, 안전·안심인 사회, 다양한 인생을 보낼 수 있는 사회, 세계적 과제 해결에 공헌하는 사회, 세계에 열린 사회의 형성을 중장기 과제로 제시됨.
 
 
2. 전략 목표 수립
 
2.1 산업기술 종합연구소의 위치설정
 
2.1.1 산업기술 종합연구소 생명과학 분야의 특징
 
산업기술종합연구소의 제1기 전략에서 산업기술종합연구소 연구체제의 특징인 3종류의 미션을 보유한 연구단위(Unit), 즉 연구센터, 연구부, 연구실(laboratory)을 통해 뛰어난 성과를 창출하였다. 각 연구단위별로 관리 및 자원투입이 이루어졌고 공업기술원 시대에 축적된 seeds를 바탕으로 한 효율적인 성과가 만들어졌다.
 
특히, 연구센터에 대해 Top-Down 관리, 연구예산 및 인적자원을 집중하여 전략적으로 신규분야를 개척할 수 있도록 하였고, 일본 내에서 중추적 연구거점으로 평가될 수 있는 연구센터3)도 탄생되었다. 연구부에서는 기반연구에서부터 실용화를 위한 기업과의 공동연구에 이르기까지 여러 단계에서 연구를 수행하고 있어 다양한 분야에서 차세대 연구개발의 싹이 자라고 있다. 구체적 성과 사례는 2.2에 나타낸다.
 
산업기술종합연구소의 제2기에서는 특히 건강공학 연구, 재생의료 연구, 신약개발 지원기술 연구를 강화하기 위해 건강공학연구센터, 당쇄의공학연구센터, 생명정보공학연구센터, 기관 발생공학연구실, 시그널분자연구실, 신약타겟탐색연구실, 바이오치료제연구실 등을 새로 설립했다.
 
건강공학연구센터는, 인간생활에 있어서 인체의 건강유지 관리에 관한 공학적 연구를 중심으로 기술개발을 진행하고 있으며 향후 건강공학 연구영역이라는 신영역을 확립하여 21세기 새로운 산업창출에 기여하는 것을 목표로 하고 있다.
 
당쇄의공학연구센터는, 세계적으로 기술우위에 있는 일본의 당쇄연구를 보다 발전시키기 위해 설립되었다. 구 당쇄공학연구센터의 기반기술을 바탕으로 암, 면역, 재생의료, 생식의료, 감염증 등의 진단·치료를 위한 당쇄구조(유용 바이오 마커)를 찾아내는 연구 등을 수행하고 있다.
3) 예 : 구 생명정보과학연구센터, 생물정보해석연구센터, 구 당쇄공학연구센터 등
 
생명정보공학연구센터에서는 여러 가지 생체정보를 생명정보학 기술을 이용해 해석하여 신약개발, 약의 부작용 예측 등 신약개발 지원기술을 개발하는 것을 목표로 하고 있다.
 
<그림-2>포스트 게놈(post-genome) 기술의 중요도와 3년 전 대비 경쟁력변화 (미국 대비)
 
* 화살표는 2000년에서 2002년 동안의 변화방향을 나타내며, 우측 위로 갈수록 일본에    유리한 중요기술을 나타내고 있다. 약 200개의 바이오 기업을 대상으로 한 설문조사결과를    나타낸다.
(자료 : 경제산업연구소 「바이오산업 및 바이오 테크놀러지의 국제 경쟁력 비교분석」)
 
그림 2는 바이오산업기술의 중요도와 일·미간의 경쟁력에 대한 2000년부터 2002년까지의 3년간의 변화를 기업 설문조사를 통해 조사한 결과이다. 중요도가 높은 기술은 미국대비 경쟁력이 낮은 경향을 보이고 있지만, 과거 3년 동안 일본의 경쟁력이 점차 높아지고 있다. 그 이유로 당쇄공학 기술, 인간 완전장 cDNA 해석, 바이오인포메틱스 등의 연구개발이 국가 프로젝트로 추진되었기 때문이라고 응답했다.

산업기술종합연구소의 연구센터(당쇄의공학연구센터, 생물정보해석연구센터, 생명정보공학연구센터)는 이러한 프로젝트 수행에 핵심적 역할을 수행하여 왔으며 일본의 기술우위를 더욱 향상시키는데 기여하고 있다고 생각할 수 있다. 향후에도 중요도가 높은 기술에 대한 연구개발을 추진하여 일본의 우위성을 향상시키는 전략이 필요하다.
 
산업기술종합연구소의 생명과학 분야와 유사한 연구를 전개하고 있는 연구기관으로는 이화학연구소나 후생노동성 산하의 연구기관, 병원, 혹은 미국 NIH 등이 있다. 이들 기관과 산업기술종합연구소의 생명과학의 수비 범위를대략적으로 비교하여 그림 4에 나타냈다. 생명과학을 표방하는 연구기관들의  연구항목의 상당수는 중복되지만 그 추진방법에는 차이가 있다.

<그림 4> 게놈·의료·건강영역에서 각 기관의 연구범위
 
미국 NIH는 인간건강과 관련된 모든 연구를 수행하고 있지만 일본의 경우  생명과학 기초연구는 이화학연구소, 임상응용 영역의 의약이나 진단기기 등의 평가는 후생노동성 산하 연구기관, 기초연구의 시즈를 임상응용이나 건강증진에 연계하는 개발연구는 산업기술종합연구소가 담당하는 분담시스템을 가지고 있다. 산업기술종합연구소는 인간행동과학, 제조생산기술 등에서 수월을 가지고 있다 (그림 4).  이화학연구소는 최근 10년 동안 연구분야를 생명과학으로 크게 전환하여 생명과학 관련 예산이 연간 약 790억엔, 외래연구원을 포함한 연구자 수는 약 5,300명으로 크게 증대되었다4).
 
산업기술종합연구소의 생명과학 분야 연구자원은 예산 약 80억엔, 비상근을 포함한 연구자 약 800명이다. 연구자원의 규모가 이화학연구소의 20% 이하인 것을 고려할 때, 산업기술종합연구소는 상대우위를 가지는 기술시즈를 효율적으로 찾아내서 산업기술에 연계하는 연구자원 투입전략을 정교화할 필요가 있다.
 
산업기술 종합연구소의 큰 특징은 정보과학, 재료공학, 계측과학, 기계공학, 전자공학 등 생명과학 이외의 분야에 많은 우수인재와 경험을 가지고 있다는 점을 들 수 있다. 산업기술종합연구소가 특유의 강점을 가지고 있는 생명과학 분야를 중심으로 타 분야와의 융합을 위한 새로운 기술과제를 설정하여 산업기술을 육성한다. 융합연구의 사례로 나노바이오테크놀러지를 이용한 생체 고분자의 단일분자 측정기술, 미세 가공기술을 이용한 생체분자 측정 기술, 의학ㆍ공학 제휴를 통한 의료기기 기술개발 등을 들 수 있다.
 
2.1.2 산업기술종합연구소의 생명과학 분야 성과
 
의약·진단약의 신규 시즈개발, 의공학기술의 개발, 인간생활 향상기술의 개발, 생물기능을 이용한 효율적 물질생산을 위한 기술개발, 의료기기 개발의 실용화 촉진과 바이오산업의 경쟁력 강화를 위한 기반정비 등이 넓은 연구 분야에서 세계를 리드할 수 있는 첨단적 성과가 창출되고 있다.
 
① 의약·진단약의 신규 시즈 개발에 관련하는 연구 성과
 
시판 화합물 등 수백만 건의 3D 데이터베이스, 고속 단백질-화합물 결합 소프트웨어 등을 개발하여 다수의 결합정보를 이용하는 고정밀의 in silico 약물 스크리닝 기술을 개발했다.
4) 2006년도, 이화학연구소 홈페이지 :http://www.riken.jp/r-world/riken/personnel/index.html

암, 면역, 감염증, 재생의료의 열쇠인 당쇄연구를 비약적으로 발전시키기 위해 세계 최초로 당쇄관련 유전자를 클로닝하고, 이를 바탕으로 당쇄자동 합성 로봇, 당쇄미량 신속 해독 시스템을 개발했다.
 
단백질 3차 구조 예측, 분자동력학 계산, 결합 시뮬레이션을 통합한 버추얼 스크리닝 기술을 이용하여, 구조가 알려지지 않은 약물 수용체에, 위염약의 대상이 되는 히스타민 H2 수용체에 적용, 약 290 만개의 후보로부터 버추얼 스크리닝에 의해 114개를 선정, 에세이 결과 실제로 5개의 화합물이 활성이 있다는 것을 발견했다.
 
분류한 스트레스 마커가 실제로 유용한지를 검증하기 위해 각종 질병에 걸린 환자와 정상인의 혈액을 측정ㆍ해석했다. 한편, 본 마커의 보급을 위해  선택적 항체를 제작하고 항체를 이용한 ELISA 시스템을 개발했다.
 
고지혈증치료제인 피브레이트가 체내 시계를 변화시키는 것을 발견했다. 수면상후퇴 증후군 (DSPS) 모델 마우스를 대상으로 실험한 결과 활동 리듬이 정상화되는 것을 확인하였다. 수면(리듬) 장애를 치료하는 새로운 약물로  기대된다.
 
유전자 치료, 바이오 의약품의 제조, 인간 iPS 세포의 확립 등 많은 바이오 첨단기술에는 외래 유전자를 동물세포에 효율적으로 도입하고 지속적으로 발현시키는 방법이 필요하다. 지금까지는 유전자를 염색체에 삽입해야 했지만, 금년에 발표한 지속형 RNA replicon(레플리콘) 기술은 외래 유전자를 염색체에 삽입하지 않고도 180일 이상 지속적으로 발현을 시킬 수 있는 세계에서 유일한 시스템이다.
 
② 의공학 기술의 개발
 
환자골수로부터 간엽계간세포를 배양 증식하여 여러 가지 질환(뼈·관절·마음 질환 등) 치료에 이용되는 기술을 개발하고 있다. 그러나 ES 세포와는 달리 체질간세포는 증식·분화 능력에 한계가 있다.
우리는 ES 세포에 발현하는 Sox2 혹은 Nanog 유전자를 산업기술종합연구소에서 보유하고 있는 인간간엽계간세포에 도입해 증식과 분화 능력(골분)을 유지할 수 있다는 것을 발견했고 새로운 재생의료 기술이 될 수 있음을 확인했다.
 
Cell sorter는 4종류의 세포만을 취급하는 한계가 있다. 이 한계를 극복하기 위해 종래의 Cell sorter와 원리가 완전히 다른 복사압을 이용해 세포를 회수하는 마이크로칩형 Cell sorter 시험 제작기를 개발했다. 컴팩트한 마이크로칩의 특징을 살리는 한편 쉽게 5종류 이상의 세포를 회수할 수 있다.
 
③ 인간 생활향상 기술에 관련된 연구성과
 
대면하는 두 사람의 보행동작이 자동적으로 동시에 이루어지는 현상에 주목하여 이를 측정·해석하는 방법을 개발했다(특허 출원 중). 이를 통해 개인의  사회적 커뮤니케이션 스킬과 관련된다는 것을 시사하는 데이터를 얻었다.
 
특히, 정상적인 사람에 비해 자폐증 환자는 보행동작이 자동적으로 동시에  발생하지 않는다는 것을 확인했다. 이 결과는 자폐증 검사나 사회적 스킬의 평가에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
 
이학요법분야의 지식과 견해, 그리고 우리 연구로 얻은 신경 생리학적 지식을 기초로 주로 운동을 통해 관절 등의 고통을 경감하는 기능 개선 프로그램을 검토하여 유효성 및 기능개선 효과를 확인했다.
또한 의과대학, 건강증진 관련 사업단과 공동으로 이 프로그램을 이용한 헬스케어 서비스를 실시했다. 이 프로그램의 보급으로 관절통으로 생활행동이 제약받고 있는 중고령자의 삶의 질 향상이 기대된다.
대뇌의 후두·두정연합의 일부인 대뇌피질 MST가 안구운동을 정밀하게 제어한다는 것을 최초로 밝혀냈다. 그리고 안구운동과 손상부위의 크기가 선형 관계에 있다는 것을 정량적으로 규명하였다.
 
④ 생물기능을 이용한 효율적 물질생산 기술개발에 관련된 연구성과
 
유전암호와 관계없이 아미노산을 단백질에 결합하는 효소의 수수께끼를 X 선결정 구조 해석, 생화학적 해석에 의해 밝혀냈다. 세포 내의 일반적인 단백질 합성과는 완전히 다른 새로운 기작인 것으로 밝혀졌다. 이 효소는 단백질에 비천연 아미노산 도입 등 기능성 단백질 합성기술 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

“마르카멤시” 라고 하는 해충에 대한 연구를 통해, 곤충 자신의 유전자가 아닌 장내 공생세균(Ishikawaella)에 의해 다이즈 등 작물을 음식으로 이용할 수 있는 성질이 정해진다는 것을 밝혔다. 체내 공생미생물이 해충으로 변화하는 원인이 될 수 있다는 것을 보여주는 세계 최초의 보고이며 곤충의 진화나 해충화에 대한 기원에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다.
 
식물의 본체는 주로 리그닌과 셀룰로오스로 구성되어 있다. 이 본체를 만드는 유전자를 독자기술을 이용해 발견했다. 이 유전자를 조작해 리그닌을 억제한 식물은 당화하기 쉬운 식물로 효율적인 바이오 에탄올 생산에 응용할 수 있다.
 
⑤ 의료기기 개발의 실용화 촉진과 바이오산업 경쟁력 강화를 위한 기반정비 관련 연구성과
 
새로운 의료기기 개발촉진 및 신속한 승인심사를 위한 지침을 마련하기 위한「의료기기 가이드라인 설정 지원사업」을 수행했다.
 
광조사(光照射)를 통해 세포의 접착성을 변화시킬 수 있는 광응답성 세포배양 표면을 개발했다. 또한 광학 현미경을 통해 관찰되는 각각의 세포에 임의의 패턴으로 빛을 조사할 수 있는 장치를 개발했다(광응답성 세포배양 표면과 조합). 이 성과를 바탕으로 Cytonics(주)를 창업했다.
 
2.2 전략목표의 선정
 
2.2.1 전략목표 선정방향
 
생명과학의 급격한 발전은 고령화, 감염증, 식량, 안전, 지구환경 문제 등 글로벌 수준의 문제해결에 기여할 수 있다. 때문에 세계적으로 생명과학 진흥이 국가 차원의 중요 과제로서 추진되고 있다.
그 중심은 포스트게놈(post-genome) 연구이다. 포스트게놈 연구는 해독된 게놈정보를 이용하는 연구분야로 기초 생명과학은 물론 의학, 약학, 농학, 공학, 인간과학 등이 넓은 영역에 이용되는 핵심 연구분야이다.
 
또한 건강, 암이나 생활습관병 등의 질병, 노화, 유전적 요인과 함께 환경요인도 중요하다는 것이 밝혀지고 있다. 때문에 일상생활에서 식사, 운동, 휴식, 스트레스 등의 환경인자가 건강이나 질병발생에 어떠한 영향을 주는가를 과학적으로 규명하는 것이 매우 중요하며, 이러한 연구가 포스트 게놈 연구의 중요한 대상이 되고 있다.
 
산업기술종합연구는 이러한 상황을 바탕으로 포스트게놈 연구를 강력하게 추진할 것이다. 유전자에서부터 사회·생활환경에 이르기까지 복잡하게 영향을 미치는 인간생리에 대해 직접적인 케어나 서비스를 기술적으로 제공하여  건강하고 안전한 생활과 마음의 충족이라는 부가가치를 낳는 신산업 창출을  목표로 한다.
 
한편, 고령사회에 있어서 건강유지나 지구환경 문제, 또한 개발도상국의 질병 대책·건강 증진 등은 생명과학 분야의 연구만으로 해결할 수는 없다. 특히 건강의 유지 및 관리, 질병의 진단·치료에 중요한 의공학 기술의 개발은 다양한 기술분야를 융합함으로써 가능하다.
 
또한 지구환경 문제에 대해 생명과학은 바이오 프로세스 기술과 같은 시스템의 일부로 이용되는 것에서부터 물질변환과 관련된 종합적 기술개발에 이르기까지 많은 기여를 할 수 있다. 따라서 경쟁국에 앞서기 위해서는 개발시점이 중요하다.
 
이에 따라 제 2기 산업기술종합연구소 생명과학 분야의 연구개발은 산업기술종합연구소의 종합성을 발휘하여
 
· 포스트 게놈연구의 경쟁우위를 살린 의약, 진단치료제의 신규 타겟 발굴
· 개인별 상태에 적합한 정밀의료를 실현하기 위한 의공학 기술의 개발
· 뇌신경·인간과학연구 분야에서 산업기술종합연구소의 강점을 이용한 인간생활   향상 기술의 개발
· 생물기능을 이용한 효율적 물질생산을 위한 기술개발
· 의료기기 개발의 실용화 촉진과 바이오산업의 경쟁력 강화를 위한 기반정비등 5대 전략을 추진한다.
 
 
 
2.2.2 포트폴리오
 
건강 수명의 연장과 삶의 질 향상을 위해 생명과학 분야는 질환의 조기진단과 치료, 예방의료를 통한 건강 유지 및 증진, 맞춤의료의 실현이 요구되고 있다. 경제산업성 기술전략맵을 기초로 신약, 진단약, 진단·치료 기기 기술 분야에서 제시된 45개 기술 항목(보충 자료 1 참조)과 산업기술종합연구소의 연구수준을 비교하여 포트폴리오를 정리했다. 기술항목은 산업기술종합연구소의 생명과학 분야 5개 연구전략으로 분류했다.
 
조기진단을 위한 전략과제는 당쇄이용 기술, 바이오 마커 개발, 게놈신약지원, 세포 네트워크 기술을 중점과제로, 화합물 라이브러리, 생활 습관병 예방 기술 등을 강화 과제로 선정하고 시장에의 기여를 추진한다.
 
의학과 공학의 제휴라는 산업기술종합연구소의 경쟁우위를 바탕으로 의료 진단·치료 기기의 개발을 목표로 설정된 전략과제 (2)(3)에서는 재생의료를 위한 생체적합재료, 진단 디바이스 개발을 위한 바이오센서, 분자 이메징 등을 중점과제로, 건강 서비스에의 응용 위한 가정 내 생체정보 측정이나, 차세대 재생의료의 기반기술인 세포조작 기술을 강화 과제로 선정하였다.
 
물질 생산기술 개발을 목표로 하는 전략과제(4)에서는 의약품 생산, 기능성 식품 개발을 목표로 한 단백질 생산기술의 개발을 진행하고, 시장성의 증대가 예상되는 항체 의약품의 생산기술을 중심으로 재조합 식물 이용기술 등을 전략과제로 설정했다.
 
시장성장성으로는 평가가 어려운 기반·공공적인 중점과제로 의료기기 평가 기술, 바이오 환경평가 기술 등 표준화·평가기술을 전략과제 (5)로 선정하여 제조산업 분야의 지원 연구를 진행하고 있다.
 
전략 목표 1　조기진단 기술개발을 통한 예방의료 촉진 및 게놈정보를 바탕으로 한 맞춤의료 실현

질병의 초기에 나타나는 질환마커를 찾아내 이것을 간단하게 감지할 수 있으면 조기진단이 가능하게 된다. 질병이 심각한 수준으로 진전되기 전에 치료를 받아 회복할 수 있다. 따라서 본 전략목표에 따라 인간게놈 정보를 이용해 조기진단에 유용한 바이오 마커를 탐색하고 분류하는 기술을 개발한다.
 
또한 생체분자를 총체적으로 해석하는 기술과 생물정보학 기술을 이용하여  인간게놈 정보 등에서 신약의 표적이 되는 유전자 타겟이나 개개인의 특성을 나타내는 유전자 정보 등을 찾아내 개인특성에 맞는 효과적인 치료제 개발을 지원하고 맞춤의료 실현에 공헌한다.
 
또한 세포기능 제어 인자를 찾아내 해석함으로써 새로운 의약·진단의약을 개발한다. 조기진단을 위해 측정기술의 개발도 중요하다. 특히 향후 중요할 것으로 생각되는 건강산업이나 재택의료의 실용화를 위해서는 Point Of Care (POC) 측정기술이 필수적이다. 때문에 NT, IT 분야와의 융합을 통한 생체정보 측정기술개발을 추진한다.
 
<그림> 산업기술 종합연구소 생명과학 분야의 포트폴리오 (2008)
 
기반이 되는 산업기술종합연구소의 원천기술은 2.2에 나타낸 14개의 성과를 들 수 있다. 또한 게놈 중에서 특정 기능 유전자의 추정, 유전자·단백질등의 기능예측, 화합물-단백질 결합 시뮬레이션을 가능하게 하는 생물정보학 기술도 산업기술종합연구소의 우위기술로 발전이 기대된다. 나아가 노화에 따라 수반되는 질환의 예방, 심신의 스트레스로부터의 신체기능저하 방지도 중요한 연구과제가 된다.

【보충 자료 1.　생명과학 분야 기술 항목의 시장 가능성】

생명과학 분야의 시장 가능성은 2002년부터 2010년 동안 개별 해당기술 혹은 그 기술을 통해 개척될 산업의 세계시장 규모 및 세계시장 예측을 바탕으로 판단했다. 즉,「의약품 생산」이나「기능성 식품개발」과 같은 제품개발의 경우 그 제품에 의한 세계 시장을 시장 가능성으로 했다.

또한 기반기술의 경우 해당 기술개발을 통해 상품개발이 진전되고 시장성이 형성된다고 생각할 수 있기 때문에 파급시장을 시장성으로 했다. 예를 들어,「화상 진단기술」에 의해 의료기기가 개발되는 경우 의료기기 시장을 해당 기술의 시장성으로 했다. 각각의 세계 시장규모는 이하를 참조해 분류를 실시했다.

· 일경 바이오 연감 2006 (일경 BP사)
· 의료기술산업 전략 컨소시엄 중점테마 위원회 보고서, 2006.3
·  후지그룹 의약품·임상검사·의료기기/시스템 시장조사 리스트 http://www.group.fuji-Keizai.co.jp/list02.html
· Frost and Sullivan Co. http://www.frost.com/prod/servlet/press-release.pag?docid=3580478
· 후지 키메라 총연 시장 조사 리포트　https://www.fcr.co.jp/report/054q08.htm
 
표 1. 생명과학 기술 항목의 시장 가능성
 
전략목표 2. 정밀진단 및 재생의료를 통한 안전하고 효과적인 의료실현
 
진단이나 치료에 있어서 환자의 부담을 줄여주려면 정확한 진단에 근거한 효과적인 치료를 신속하고 안전하게 하는 것이 필요하다. 따라서 본 전략목표에서는 단시간에 정밀한 진단을 가능하게 하는 생체분자의 이미징 기술이나 측정장치 등을 개발하고, 효과적으로 치료하기 위해 자기 유래 간엽계간세포를 통해 재생의료나 생체 적합성 재료를 위한 기술을 개발한다.
 
이를 위한 산업기술종합연구소의 기반기술은 2.2에 나타낸 510개 성과를 들 수 있다. 산업기술종합연구소에서는 뛰어난 정보기술이나 공학분야 기반기술을 의료에 이용하여 의료기기 개발을 효율적으로 진행한다. 예를 들면, 뇌신경 과학의 성과나 측정기술 개발의 강점을 살려 선진적 뇌기능 진단 시스템을 개발하고, 바이오센서나 데이터 처리 기술을 이용한 의료지원 및 평생 건강 대응 기술을 고도화 한다.
 
분자이미징 기술은 특정 생체분자를 고감도로 시각화할 수 있는 새로운 프로브의 개발이 중요한 열쇠이기 때문에 이에 적절한 새로운 광학재료를 개발한다.
 
전략목표 3　인간기능의 평가 및 기능회복 기술개발을 통한 건강수명의 연장 실현 
 
나이가 들어도 건강하고 자립적인 생활을 유지하기 위해서는 저하된 기능을 대체하는 기술, 뇌를 포함한 신체기능의 저하를 훈련을 통해 회복하는 기술, 또한 일상생활에서 사고나 상처 등을 방지하는 기술이 필요하다. 본 전략목표에서는 뇌기능 측정기술에 근거하여 없어진 뇌기능의 회복기술 및 대체 기술 등의 개발과 함께 신체 기능 측정 기술을 이용해 신체기능 저하를 막기 위한 훈련기술을 개발한다.
그리고 인지행동 측정기술을 이용해 일상생활에서의 인지나 행동에 기인하는 장애에 조우할 가능성을 평가하여 사고나 상처를 피하기 위한 생활지원 기술을 개발한다.
 
산업기술종합연구소는 뇌신경 정보 연구 분야(시각, 청각, 후각, 촉각 등 연구)에서 상대우위를 가지고 있고, 인간생활 분야에 있어서는 생리, 심리, 동작, 행동 등에 관한 인간특성 측정기술 및 건강·복지기기 개발 기술의 연구 잠재력을 가지고 있다. 이를 종합하여 인간의 감각·생리를 심층 이해하여 고령자·장애자를 포함한 모든 사람들에게 안전하면서 사용시 기분 좋은 기계와  서비스의 제공하고 새로운 건강·정보산업을 창출한다. 또한 생물활동이나 뇌신경계로의 정보처리 기작을 규명하여 질 높은 생활을 영위하기 위한 기반기술을 개발한다.
 
전략목표 4. 생물기능을 활용한 새로운 생산공정 개발 및 고기능 바이오 제품군 생산
 
의료용 단백질이나 기능성 식품소재 등 건강산업의 기반이 되는 유용물질을 생산하는데는 생물기능을 활용한 물질생산 프로세스가 적합하다. 따라서 본 전략목표는 유용기능을 가진 미생물이나 유전자를 탐색해 유전자 재조합 기술을 이용하여 기능을 개량하고 바이오 프로세스에 이용하는 것으로 품질이 우수한 바이오 제품을 효율적으로 생산하는 기술을 개발한다. 또한 유전자 재조합 식물을 이용하여 효율적으로 물질을 생산하는 기술을 개발한다.
 
산업기술종합연구소는 새로운 유전자원의 탐색 기술, 미생물에 의한 고효율 유전자 발현 기술 및 완전 밀폐형 재조합 식물 공장 등 경쟁력이 있는 기술을 개발하고 있어(2.2의 1113), 이러한 기술개발 성과를 기초로 보다 효율적인 바이오 프로세스 기술을 개발한다. 이와 함께 화학물질이나 재조합 생물에 의한 환경영향을 저감시키고 동시에 바이오 제품의 안전성을 제고하기 위해 바이오 제품의 품질평가 기술 및 리스크 관리기술을 개발한다.
 
전략목표 5. 의료기기 개발/실용화 촉진 및 바이오산업의 경쟁력 강화를 위한 기반 정비
 
질병 진단기술이나 치료 기기에 관한 연구개발 성과가 제품으로 실용화되기 위해서는 유효성과 안전성에 대한 심사를 거칠 필요가 있다. 연구개발 단계로부터 심사를 고려한 개발을 진행시키면 심사를 원활히 진행할 수 있어 실용화까지의 기간을 단축할 수 있기 때문에 심사를 고려한 개발을 진행시키기 위한 기술 평가 가이드라인의 수립이 요구되고 있다.
 
따라서 의료기기의 연구개발을 통해 축적된 기술적 지식을 바탕으로 가이드라인의 수립을 지원한다. 또한 복지와 관련한 제품규격체계의 정비에 이바지하는 연구개발을 실시한다. 그리고 기술융합에 의한 첨단 바이오테크놀러지 관련 측정기술을 개발하고 동시에 표준화를 진행시킨다.
 
2.2.3. 2008년도 중점 추진방향
 
2008년은 우위성을 가지는 기술을 중심으로 산업기술종합연구소 생명과학 분야의 향후 연구개발 방향을 설정하는 것을 목표로 한다. 특히, 세계적으로도 독특한 분야인 융합 연구개발 환경을 적극적으로 활용하여 (a) 건강 서비스 산업의 창출을 위한 기술개발, 고도 의료 지원 기술개발을 통해 건강 장수 사회의 실현에 공헌하고, (b) 생물기능을 이용한 고효율 물질 생산기술의 개발을 통한 순환형 사회의 실현에 공헌한다.

<2008년도 중점 추진 방향(바이오분야)>
 
전략목표 1에서는 지금까지 단백질 네트워크 해석 기술, 당쇄해석 기술, 새로운 스트레스 마커개발 등으로 얻은 성과를 기초로 바이오인포메틱스, 구조 생물학, 케미컬바이올로지 기술을 융합하여 신약개발을 위한 기술개발을 중점화하는 동시에 당쇄마커의 개발, BINT 융합을 통한 바이오마커 계측 디바이스 등의 개발을 촉진한다.
 
전략목표 2에서는 지난 해까지 연골·골·심·간 재생을 위한 기술개발을 수행해 왔다. 금년은 특히 세포의 발생·분화·신호전달 등의 메카니즘을 기반으로 한 세포 제어기술 개발을 중점 추진하여 재생의료의 산업화를 촉진한다.
 
전략목표 3에서는 인체 기능 계측·평가, BMI 기술을 기초로 건강 서비스의 시점을 중시하고, 고령자·장애자등의 기능 회복, 정상인의 신체 기능 유지·향상이나 생활환경 향상을 위한 기술개발을 추진한다.
 
전략목표 4에서는, 환경분야와 융합하여 생물기능을 이용한 유용물질 생산기술 개발을 중점 추진한다.
 
 
3. 전략과제별 세부 내용
 
일본은 공중위생이나 의료기술이 진보함에 따라 사망률이 점차 낮아져 세계에서 가장 높은 고령화 비율을 보이고 있다. 일본인의 주요한 사망원인이 감염증에서 생활습관병으로 바뀌고 있는 가운데 암·뇌혈관 질환의 비율이 점차 증가하고 있어 이러한 질병의 예방대책이 보건의료 분야에 있어 중요한 과제가 되고 있다.
 
생활습관병 예방은 조기진단, 조기발견, 조기치료가 열쇠가 된다. 최근 사망 원인의 3분의 1을 차지하고 있는 암의 진전과정 중 산업기술종합연구소가 보유한 기술이 기여할 수 있는 단계를 아래에 표시하였다. 크기가 매우 작은  암은 조기발견이나 자연치유력의 활성화 등을 통해 대응이 가능하다.
 
산업기술종합연구소에서는 이러한 극소 크기의 암 검출이 가능한 고감도 종양 마커를 발견 분류하는 것을 목표로 한다. 또 밀리사이즈의 암은 그 발병 부위를 정확하게 분류함으로써 치료할 수 있다. 이러한 고감도 검출 장치를 개발함으로써 밀리사이즈의 암 치료를 지원한다.
 
또한 초기·진행 암의 치료에서 환자부담을 줄이기 위한 저침습형 수술 지원 기기를 개발하여 치료기술을 지원한다. 그리고 바이오의약 제조기술을 개량하여 치료용 의약품 개발에도 기여한다. 이와 같이 산업기술종합연구소 기술은 예방을 위한 진단·치료 등 광범위한 분야의 다양한 기술을 개발하여 종합적으로 생활습관병의 예방 진단 치료를 도모하는 것을 목표로 한다.
 
전략목표 1.「조기진단 기술개발을 통한 예방의료 촉진 및 게놈정보에 근거한 맞춤의료 실현」을 위한 전략과제
 
지금까지 개발해 온 산업기술종합연구소의 독자적인 지식·기술에 근거해 신기능 유전자 혹은 신기능 생체분자의 탐색 및 기능규명을 진행시켜 조기진단에 도움이 되는 마커 탐색이나 신약 및 진단 약 개발을 위한 기반을 확립한다.
 
전략목표 1의 기술지표
 
조기진단에 유용한 바이오 마커의 탐색과 분류를 위한 기술개발을 통해 신규 의약·진단 약을 개발한다. 또한 생체분자의 통합적 해석기술과 바이오인포메틱스 기술을 이용하여 신약표적 유전자 후보나 개개인의 특성을 나타내는 유전자 정보 등을 찾아내 개인의 특성에 적합한 효과적 의약품 개발을 지원하고, 맞춤의료 실현에 공헌한다.
 
<암의 성장 과정과 암 치료에 대한 산업기술 종합연구소 기술의 기여>

전략과제 1-(1) 인간게놈정보 및 생체정보 기반 조기진단을 통해 예방의료 실현을 위한 기반기술의 개발
 
경제산업성의 건강안심프로그램에 대응하여 질환 관련 유전자나 단백질 등의 생체분자 기능과 구조 규명에 근거한 예방의료 기술의 개발을 중요과제로 추진한다.
 
이에 따라 산업기술종합연구소의 독자적인 성과를 기반으로 한 의약·진단약 개발을 위한 기반기술 및 예방의료 기술개발을 추진한다. 구체적인 과제 예시로는 조직세포에서의 유전자 발현 제어기술 개발, 특정 질환으로 발현하는 유전자의 분류·해석을 통한 질병의 예방·치료 기술개발, 바이오인포메틱스를 이용한 게놈서열 비교·마이크로 어레이 등을 통한 특정 기능 코드 영역 해석 기술 개발, 인간 완전장 cDNA 정보를 기반으로 신규 기능성 RNA에 의한 유전자 발현 제어 기술의 개발, 스트레스·암·면역 질환 등 질환 특이적 당쇄유전자 발현 해석, 당쇄구조 정보를 기본으로 한 바이오 마커 개발, 재생의료를 위한 세포 선별 기술개발, 생체리듬 제어 분자 마커, 노화 및 연령 의존성 질환 발병 관련 바이오 마커 개발 등을 들 수 있다.
 
이와 함께 스트레스 측정 방법의 개발, 발광·형광 단백질을 이용한 복수 유전자 발현 실시간 해석 기기, 고감도 바이오센싱 기술, transfaction 마이크로어레이, 단백질 분석 방법 등 바이오·IT융합 분석 기기 개발을 추진한다.
 
기술지표 1-(1)「예방의료를 위한 마커 분류」
 
생활습관병 등 질병 초기에 나타나는 마커를 혈액이나 소변에서 간단하게 검출할 수 있다면 질병의 조기치료로 연결된다. 현재 유효성이 인정되고 있는 종양 마커의 상당수는 70년-80년대에 발견된 것이지만 이것에는 모노크로르 항체제작 기술과 그 검출기술이 큰 역할을 했다고 할 수 있다.
 
최근 10년 동안 마커의 발견은 한계점에 도달하였지만 게놈정보를 이용한 총체적 해석 기술이나 당쇄해석 기술 등 신기술이 진전함으로써 향후 보다 유용한 마커가 발견될 것으로 기대된다. 산업기술종합연구소는 총체적 해석 기술이나 당쇄해석 기술을 개발하고 있어 유효한 마커를 탐색·분류함과 동시에 해석기술을 상용화함으로써 마커의 발견에 보다 공헌한다.
 
종양 마커 수는 국립 암센터의 Web 사이트 1을 참고로 해 이하의 그림에 나타냈다.
 
<예방의료를 위한 종양마커의 분류>
 
 
 
 
전략 과제 1-(2) 맞춤의료 실현을 위한 신약개발 기술개발
 
약효에 대한 개인별 차이, 개개인의 특징을 고려한 맞춤의료 실현이 요구되고 있다. 따라서 인간게놈정보를 기초로 만들어진 총체적인 단백질이나 당쇄 합성 풀을 이용하고, 특정 단백질이나 당쇄와 상호작용을 하는 물질을 탐색하여 개개인의 특징에 적합한 신약개발 기술을 개발한다. 또한 바이오인포메틱스 기술을 발전시켜 유전자나 단백질 등의 기능 예측, 화합물-단백질 도킹 시뮬레이션, 신약분자 설계 등을 실현하고, 방대한 화합물 중에서 의약품 후보를 효율적으로 찾아낼 수 있는 통합 신약지원 시스템을 개발한다.
 
전략 목표 2「정밀진단 및 재생의료 개발을 통해 안전하고 효과적인 의료 실현」을 위한 전략 과제
 
단시간에 정밀한 진단을 가능하게 하는 생체분자의 이미징 기술이나 측정 장치 등의 연구개발을 실시한다. 또한 효과적인 치료로서 재생의료나 생체 적합성 재료를 이용한 상실 기능의 대체 기술을 개발한다. 아울러 치료 안전성을 높이기 위한 수술 훈련 지원 시스템을 개발한다.
 
전략목표 2에 관한 기술지표
 
상실기능의 대체기술을 개발하기 위해 자기 유래 간잎계간세포 등을 삼차원 세포 배양 기술을 통해 체외에서 증식시켜 뼈·연골, 심근, 혈관 등의 세포·조직으로 만들어 임상 응용을 실시한다.
 
재생의료 기술은 우선 조직공학기술을 이용한 배양 피부의 개발로부터 시작되어 이후 연골이나 골조직을 배양하게 되었다 (제 1세대의 재생조직).
 
1990년대 중순부터 간엽계간세포, 배성간세포의 분류, 배양, 분화 유도 등의 연구가 활발하게 진행되어(제 2세대 재생조직) 본격적인 실용화, 산업화를 위한 연구가 크게 증가하였다. 이 연구과제는 일본의 국가적 중점 연구개발과제로 진행되고 있어 향후 더욱 발전할 것으로 전망된다5).
5) 특허청「2003년도 특허출원 기술동향 조사보고서 재생의료」
 
 
재생의료 기술지표에 관한 기술지수(그림 참조)는 산업기술종합연구소 및 국내 관련 대학·연구기관·기업 등의 연구동향을 매년 비교하여 산업기술종합연구소의 재생의료 기술개발의 공헌도를 정량적으로 나타내고 있다(보충자료 2 참조).
 * 연구단계의 정적 조직 = 1점 연구단계의 동적 조직 = 2점
 * 임상단계의 정적 조직 = 2점 임상단계의 동적 조직 = 4점
 * 실용화 단계의 정적 조직 = 3점 실용화 단계의 동적 조직 = 6 점
 
산업기술종합연구소는 각종 세포·조직을 만드는 기술을 확립하여 의료기관과 제휴함으로써 재생 세포·조직의 임상 연구를 실시하고 이를 실용화 하는 것을 목표로 한다.

보충자료 2. 재생 의료에 관한 기술 지표의 데이터
 
산업기술종합연구소 내 재생의료 연구자가 경제산업성 산업기술환경국 기술조사실이 2003년 발행한「기술조사보고서(기술동향편) 제4호 재생의료에 관한 기술의 현상과 과제6)」와 특허청「2003년도 특허출원기술동향조사보고서 재생의료7)」의 내용을 갱신한 데이터를 기초로 작성했다.
 
 
 
 
전략 과제 2-(1) 고도 진단 및 치료 지원 기기 기술의 개발
 
수술에 수반하는 환자의 부담을 낮추고 안전하고 효과적인 의료를 실현하기 위해 실시간 진단, 극소 침습치료 기술, 치료효과 평가를 위한 최첨단 화상 진단법(X 선이나 MRI 등을 이용하여 세포·조직·기관의 분자수준 기능 매핑)을 개발한다. 저침습치료 기기는 후생노동성 의료기기산업 비전에서 중점분야로 포함되어 있고, 바이오이미징을 위한 통합적 연구는 종합과학기술회의의 생명과학 분야「41대 중점연구개발과제」중 하나이다.
 
구체적인 과제 예시로는 단일분자이미징, X선·MR현미경, 새로운 분자 프로브 개발, 내인성 기능 분자 MR 이미징, 치료 중고속 MRI 기술, 광계측·극소 생화학 측정 기술 등을 조합한 검사 시스템, MRI 등 이미징 장치로 생체 내에서의 미세조작이 가능한 치료 시스템 등이다. 또한 나노테크놀로지와 바이오기술을 융합하여 단일세포 측정 조작 기술이나 표적인식과 제어형 방출이 가능한 DDS 기술개발도 추진한다.
 
전략 과제 2-(2) 상실기능의 재생 및 대체 기술의 개발
 
세포조직공학은 건강장수 사회에서 필수적인 기술이며 의·공학의 경계를 넘은 융합연구이다 상실한 신체기능을 세포·조직 수준에서 재생·치환 혹은 대체하는 기술 및 장기적으로 생체 적합성이 높은 인공장기의 개발을 진행한다. 본 연구개발은 종합과학기술회의 생명과학 분야「41대 중점연구개발 과제」의 하나이다.
 
구체적인 과제 예시로는 뼈·연골·혈관·신경 등 조직재생 기술, 매입형 인공심장, 인공뼈 등이다. 조직재생에서는 필요한 기능을 갖는 세포 및 조직의 재생을 가능하게 하는 분화유도 기술이나 고순도 배양기술을 확립함과 동시에 제품으로서 갖추어야 할 기준을 평가하는 시스템을 정비한다. 또한 인공심장 등에서도 이와 같이 평가법과 표준화 연구를 진행한다.
 
전략목표 3.「인간기능의 평가와 기능회복 기술개발을 통한 건강수명 연장의 실현」을 위한 전략 과제
 
뇌기능 측정기술에 근거하여 상실된 뇌기능 회복기술이나 대체 기술을 개발하고 동시에 신체기능 측정기술을 이용해 신체 기능저하를 막기 위한 기술을 개발한다. 그리고 인지행동 측정 기술을 이용하여 일상생활에서 인지나 행동에 기인한 장애를 갖게 될 가능성을 평가하여 사고나 상처를 방지하기 위한 생활지원기술을 개발한다.
 
전략목표 3에 관한 기술지표
 
건강상태를 유지 증진하기 위해서는 개인수준의 일상적인 건강관리가 중요하다. 본 기술지표는 지금까지 병원에서 담당해 온 검사, 진단, 처방이 가정에서 간편하고 유효하게 이루어질 수 있는 기술적 진전을 나타낸다. 건강도를 평가하기 위해 일반적으로 측정되는 검사항목 중 1990년부터 2010년까지 기술적 변화가 있다고 생각되는 항목을 추출하고 기술적 진전정도를 평가하여 점수화함으로써(보충자료 3 참조)「건강도 측정에 관한 측정 유용지수」를 만들었다.
 
 
1) 문진기술은 진단기능과의 연동성이나 처방 측면에서 다음과 같이 향상될 것이라고 예상
 * 문진으로 진단가능(+1)
 * 진단 결과에 대해서 처방이 가능 (+2)
 * 현장에 측정하는 기능이 부가 (+3).

2) 채혈을 수반하는 검사기술은 2004년에 가정 채혈 + 우송 진단에 의해 표시한 모든 항목으로 검사가 가능하게 되었다. 향후 산업기술종합연구소가 미량 측정 기술, 미량 채혈 기술, 저침습기술, 처방기술 등을 개발하여 더욱 향상시킬 수 있어 검사의 간편화·자동화를 도모함과 동시에 모든 조작을 가정에서 간편하게 실시할 수 있게 될 것이라고 예상하여 다음의 단계로 구분하여 점수화하였다.
 * 검사대상 물체의 이동, 진단까지 시간은 걸리지만 진단 가능 (+1)
 * 검사대상 물체의 이동이 필요하지만 현장에서 진단 가능(+2)
 
미래에는 저침습화 혹은 검체의 이동 없이 진단이 가능해지고 치료기능이 부가될 것으로 예상된다.
 
3) 생활현장에서의 건강 모니터링 기술과 건강 지원 운동 처방 기술에 대해
 * 2010년에 일련의 측정 기술이 개발되어 가능하게 되면 (+1)
 * 이후 데이터의 축적 (데이타베이스화), 통합에 의해 건강 지원 운동 처방 기술이 발달, 처방 기술의 발달, 처방의 개인화 등에 의해 한층 발전될 수 있다(+2).
전략과제 3-(1) 뇌기능 장애의 평가 및 보상 기술의 개발
 
IT, NT, 신경과학을 종합하여 사고·질환 등에 의한 중증의 인체 기능의 결손을 보상하기 위한 Brain-Machine Interface (BMI) 기술의 개발을 목표로 한다. 또한 고차뇌기능 장애자의 뇌기능의 측정·해석·분류·평가에 관한 기술개발을 통해 뇌기능과 뇌손상 부위와의 대응에 관한 대규모 데이터를 수집하고, 이를 의료복지 기술로서 활용한다.
 
구체적인 사례로는 신경회로와 전자회로를 잇는 나노테크놀로지와 정보처리 소프트웨어의 개발, 음성·뇌파 안구 운동을 시작으로 한 뇌기능 검지 파라미터 추출과 그 정보처리에 의한 로봇·머신의 제어 기술, 시청각등의 감각 장애자를 위한 감각 대행 시스템 기술이나 미각·후각 정보평가법, 수집한 대규모 데이타베이스를 활용한 기능 저하 패턴의 분류법을 확립해 사회 복귀 요법이나 보상 기술에 의한 기능 회복 평가 시스템, 수화자와 정상인 등의 의사소통 수단, 능력이 다른 사람 사이의 자유로운 의사소통 기술, 한층 더 사용자의 의사나 감정에 즉응할 수 있는 커뮤니케이션 기술의 개발 등을 추진한다.
 
 
보충 자료 3. 가정에서 측정 가능한 건강도 측정 유용 지수의 데이터
 

 
 
 
전략 과제 3-(2) 신체기능의 측정·평가 기술의 개발
 
건강 모니터링 정보· 임상 검사 정보분석을 통해 질병은 물론 건강상태·노화의 영향 등을 평가할 수 있는 인간공학 및 건강 정보학에 기반을 둔 홈 헬스케어·생활지원시스템의 개발을 진행한다. 구체적인 과제로서 뇌신경 활동이나 심리·감정·생리적 요소를 포함한 인체 기능의 측정·평가 기술, 생리 정보에 근거해 온습도·빛·기류 등을 조절하는 환경제어기술, 운동부하나 동작 학습을 이용한 생활습관병 예방이나 건강 유지/증진을 위한 훈련 평가 기술, 뇌신경 활동이나 생체 리듬을 이용한 스트레스 컨트롤 기술 등을 개발한다.
 
전략과제 3-(3) 인지행동 특성의 측정·평가 및 생활지원기술의 개발
 
뇌의 정보처리 기구를 모델화해 학습이나 적응의 기본 원리를 해명하여 유연하고 견고한 정보처리 시스템 구축 기술을 개발한다. 또한 복잡한 인간의 인지행동을 측정하는 기술과 그 특성을 해명하는 기술을 개발한다.

구체적인 과제로서 신경 네트워크(neural network) 등의 데이터 마이닝(data mining) 기술이나 최신 통계학습이론에 근거한 계산 알고리즘, 생활공간에 서의 행동정보 축적을 기반으로 인간행동을 이해하기 위한 행동패턴의 모델화와 이를 이용한 안전확보·생활지원기술, 주의나 에러 감지 등에 관련되는 새로운 인지 특성 측정 기술에 근거하는 사용성 향상 기술 등을 개발한다.
 
전략목표 4.「생물기능을 활용한 새로운 생산공정을 개발하여 고기능의 바이오 제품군 생산」을 위한 전략과제
 
유용한 기능을 가진 미생물이나 유전자를 탐색하여 유전자 재조합 기술에 의해 기능을 개량하여 바이오공정에 이용하는 것으로 품질이 높은 바이오 제품을 효율적으로 생산하는 기술을 개발한다. 또한 유전자 재조합 식물을 이용해 효율적으로 물질을 생산하는 기술을 개발한다. 또한 천연물로부터 생리 활성 물질을 탐색하여 이용하는 기술을 개발한다.
 
전략목표 4에 관한 기술지표
 
유용한 기능을 가진 미생물이나 유전자를 탐색하여 유전자 재조합 기술을 이용하여 생물기능을 활용한 물질생산공정에 이용한다. 품질이 높은 의료용 단백질이나 기능성 식품소재를 효율적으로 생산하는 기술을 개발한다. 또한 유전자 재조합 식물을 이용해 효율적으로 물질을 생산하는 기술을 개발한다.

단백질신약은 합성신약과 비교하여 부작용이 적고 작용기작이 규명되고 있는 것이 많아 시장성이 확대되고 있다. 의약품 생산을 위해 필요한 기술을「원재료의 확보」,「정제도」,「감염 위험도」,「숙주 안전성」,「원가」,「의약품 안정성」,「활성도」,「환경적합성」등 7개 범주로 구분하여(보충 자료 4 참조) 각각을 5 단계로 평가했다.
 
의약품 생산기술에 대해, 각 범주의 점수를 합해 단백질신약 생산기술 지표라고 정의했다. 80년까지는 고비용의 생체유래 제재가 많이 이용되었으나 바이러스 혼입, 결점 정제 등의 문제점을 안고 있었다. 80년 이후 유전자 재조합 기술을 적용하면서 원가가 절감되어 기술지표가 크게 향상되었지만 세균 숙주의 생산 시 안전성이나 활성에 문제가 있었다. 이 문제를 해결하기 위해  90년대부터 동물배양세포를 이용한 물질을 생산하기 시작하였으나 고비용, 이상 프리온 혼입, 의약품의 불안정성 등의 문제가 여전히 남아 있다.
 
산업기술종합연구소는 급속히 확대되고 있는 항체의약품의 생산원가 절감과 함께 단백질 의약품의 안전성 제고, 식물에 의한 단백질 의약품 생산 설비 (식물 공장) 개발, 식물을 이용한 동물형 당쇄 부가한 단백질 발현 기술의 개발, 단백질 의약품의 정제·품질관리 기술 개발 등을 수행하여 의약품 생산의 효율화, 안전성 향상을 위한 기술을 개발한다.

전략과제 4-(1) 신규 유전자 자원의 탐색
 
바이오공정의 고도화 및 신규 고부가가치 제품 개발에 이용 가능한 미생물이나 유용 유전자를 각종 환경·생물 개체로부터 효율적으로 확보하여 그 기능을 해명하고 이용하는 기술의 개발이 필요하다. 구체적 과제로서는 지금까지 배양되지 않은 신규 미생물의 라이브러리 구축, 직접 유용 유전자를 찾아내는 새로운 기술의 개발, 바이오공정을 이용한 고기능 화학소재·고부가가치 제품 개발 등이 있다.
 
전략과제 4-(2) 고효율 바이오공정기술의 개발
 
생물기능을 이용한 바이오공정을 고도화하기 위해 공정의 요소기술인 표적 유전자의 개변 기술과 유전자의 발현 효율을 높이는 기술 및 생산물의 분리·정제 기술을 개발한다. 또한 바이오공정을 통해 양질의 제품을 생산하기 위한 품질관리 기술을 개발한다.
 
 
전략과제 4-(3) 유전자 재조합 식물을 이용한 물질생산공정의 개발
 
유전자 재조합 기술을 이용하여 식물이 가지는 각종 물질생산기능을 높이고 새로운 기능을 부여하는 기술을 개발하여 새로운 그린 바이오 산업기반 및 의약품 원료 생산 기반을 구축한다.

예를 들어 산업기술종합연구소가 개발한 식물 유전자의 silencing 기술을 이용한 신규 기능 유전자를 개발한다. 이를 기초로 기능성 플라스틱, 유지류를 생산하는 식물을 육종하여 바이오매스 자원으로 이용한다. 또한 식물에 의한 백신 생산기술 개발, 영양가 높은 작물개발 등을 통해 개발도상국의 질병 예방/치료, 아동의 영양 불량 해소에 기여한다. 재조합 식물을 이용한 제조업의 발달에 기여하기 위해 산업기술종합연구소가 건설한 완전 밀폐형 식물공장을 이용하고, 의약 제재 원료 등의 생산 실증 시험을 수행한다
 
전략과제 4-(4) 천연물 유래 기능성 식품소재의 개발
 
건강유지 기능을 가진 식품 소재의 개발을 통해 식품산업 발전에 기여할 수 있다. 고혈압·당뇨병 등 생활습관병 예방에 효과가 있는 천연 식품소재를 개발한다. 구체적으로는 오키나와 등 아열대역의 식물, 해양성 동물이 가진 기능성 성분을 이용한 건강식품 소재를 개발한다.
 
 

<보충자료 4> 단백질 의약품 생산기술 지표를 위한 평가 항목
 
 
 
 
전략목표 5「의료기기 실용화 촉진과 바이오산업 경쟁력 강화를 위한 기반 정비」를 위한 전략 과제
 
새로운 의료기기의 실용화에는 약사법상의 심사를 거쳐야 한다. 때문에 심사를 위한 기술평가 가이드라인 수립이 필요하다. 따라서 새로운 의료기기의 연구개발을 통해 가이드라인 수립을 지원한다. 또한 복지에 관련한 제품의 규격 체계의 정비에 이바지하는 연구개발을 실시한다. 또한 기술융합을 통해 첨단 바이오기술 관련 측정기술을 개발하고 표준화를 진행시킨다.
 
전략과제 5-(1) 의료기기 개발 촉진과 고령사회에 대응한 지적기반의 정비
 
안심·안전한 생활 및 안전한 치료를 실현하기 위한 가이드라인 수립이나 규격작성에 기여하기 위한 연구를 수행한다. 이를 위해 의료기기 및 조직재생 평가에 관한 기반연구를 수행하여 의료기기나 재생의료 기술 가이드라인 수립에 기여한다. 또한 고령자·장애자를 위한 설계지침의 규격 제정과 관련하여 감각·동작운동·인지 분야를 중심으로 한 연구개발을 실시하여 관련 규격의 체계적인 정비에 공헌한다.
 
전략 과제 5-(2) 바이오·정보·나노테크놀로지를 융합한 측정·해석 기기의 개발
 
새로운 측정·해석 기기의 개발은 연구개발을 가속화하여 신산업 창출을 촉진한다. 이를 위해 BT, IT, NT 융합을 통해 새로운 분석·해석 기술을 개발한다. 또한 이 기술을 이용해 분자·세포의 정보를 신속하고 총체적으로 측정, 해석하여 바이오산업의 기반 정비에 공헌한다.
 
전략 과제 5-(3) 생체분자의 측정기술에 관한 국제 표준화에의 공헌
 
바이오기술의 공통기반인 생체분자 측정기술을 정비하여 측정방법의 국제표준화에 기여한다. 이를 위해 DNA를 포함한 핵산물질의 정량에 대해 SI 절대 정량법, 정량 PCR의 국제 표준화, 핵산 일차 표준물질 등을 개발한다. 또한 단백질 등의 생체분자에 대해서는 일차 표준물질로서 펩티드 단백질의 분자량 마커나 등전점 마커의 제조기술 및 항체 · 항원 등의 표준물질을 개발한다.
 

 
 
전략과제 5-(4) 환경미생물 등의 고정밀도·고감도 모니터링 기술의 개발
 
GMO 관리와 이용 촉진을 위해 특정 유전자나 미생물의 고정밀도·고감도 모니터링 기술을 개발한다. 생활환경 내의 유해물질의 고정밀도·고감도 모니터링 기술을 개발한다. 이러한 기술을 환경 미생물 등의 해석에 활용하여 환경 평가나 관리에 유용하게 이용한다.
 
 
4. 운영 방침
 
4.1 의료공학과의 제휴 강화
 
선진 의료현장에 타 분야의 기술을 도입하여 융합 신기술, 새로운 시스템 개발을 추진한다. 산업기술종합연구소는 적극적으로 의과대학, 거점병원 등과 제휴관계를 확립하여 연구개발 초기단계부터 공동으로 테마를 설정하고 실용적인 장치를 개발하는 것을 목표로 한다. 또한 의료기기·조직·세포 디바이스의 표준화를 추진함과 동시에 의약품의료기기종합기구와 협력하여 진단·의료기기의 개발 촉진에 기여한다.
 
4.2 쾌적한 생활환경의 설계·평가를 위한 공업 표준에 참여
 
중기전략의 추진을 통해 얻을 수 있는 성과가 경쟁력을 갖기 위해서는 성과를 세계표준으로 확립하는 것이 중요하다. 산업기술종합연구소는 생명과학 분야(인간 관련)의 표준작성에 많은 노하우를 축적하고 있다. SO/IEC Guide 71에 따라 고령자·장애자를 위한 설계지침 수립을 위해 산업기술종합연구소는 ISO에 새로운 작업그룹(WG)을 개설하여 본격적으로 국제표준 설정을 위한 노력을 시작하였다.
공업표준화를 위해 아래와 같은 전략과제를 추진하고 있다.
 
전략과제 2-(2) 상실 기능의 재생 및 대체 기술의 개발
재생의료 기술의 조기 실용화와 기업의 재생의료 제품화를 촉진하기 위해  공업표준화를 추진한다. 전략과제 2-(2)를 위해 간엽계간세포의 재생 평가 기술에 관한 연구를 실시하고 있다.
 
전략과제 3-(1) 뇌기능 장애의 평가 및 보상기술의 개발
현재 시각장애인을 위한 시각정보제시법에 대한 표준규격이 제정되어 있지 못하다(2007년 12월 현재). JIS 규격에서 규정하고 있는 시각장애인을 위한  시각정보제시법에 관한 기술로는 불충분하다.
한편, 시각장애인을 위한 규격의 공업 표준화는 전자정부 실현 등 고도 정보화 사회에서 안전한 사회생활을 영위하기 위한 공업표준으로서 매우 중요하고, 또 디지털 격차(정보기기 사용에 관한 환경/능력 격차)를 줄이기 위해서도 필수불가결하며, 시각장애인을 위한 공업표준의 제정은 매우 중요한 과제이기 때문에 전략과제 3-(1)에서 시청각 등 감각 장애자를 위한 감각대행시스템 기술개발의 일환으로 시각장애자의 시각특성, 시인성, 적절한 시각 정보 제시법 등 공업 표준의 검토와 제정에 필요한 연구를 실시하고 있다.
 
전략과제 5-(1) 의료기기 개발 촉진과 고령화사회에 대응한 지적기반 정비
의료기기 분야의 연구개발 활성화, 국제경쟁력 강화를 위해 심사기간을 단축하고, 의료기기와 관련된 연구개발 지침을 명확화하는 것이 필요하다. 이를 위해 2005년 경제산업성에「의료기기 개발 가이드라인 평가 검토 위원회」, 후생노동성에「차세대 의료기기 평가 지표 검토회」가 설치되어 새로운 의료기기의 개발 촉진 및 신속한 약사 승인 심사를 위한 가이드라인 제정이 검토되고 있다.
 
산업기술종합연구소는 경제산업성의 위탁을 받아 의료기기와 관련된 기술 별로 전문가로 구성된 개발워킹그룹을 구성하여 의료기기 개발 평가지표 가이드라인 작성에 관한 문제점 도출과 내용을 검토하고 있다.
 
전략 과제 5-(3) 생체분자의 측정기술에 관한 국제 표준화에의 공헌
생체분자의 폭넓은 이용을 위해서는 제품간의 동등성의 확보 혹은 규격화가 중요하고 공업표준화를 추진해야 한다. 이를 위한 기반이 되는 DNA 칩 표준품 개발이나 표준 단백질 개발을 위한 연구를 실시하고 있다.
 
4.3 인간특성 측정에 근거한 건강유지증진 기술의 기반정비와 성과 보급

산업기술종합연구소는, 건강 측정/평가, 생활상태 모니터링·평가, 신체운동을 수단으로서의 건강 유지/증진을 위한 기술개발에 높은 역량을 보유하고 있다. 또한 연구개발의 최종목표를 고려할 때 그 성과를 보급·활용하여 삶의 질 향상이나 건강 유지/증진에 기여하는 것도 매우 중요하다. 이를 위해 국내/외 연구기관 혹은 대학, 보건 관련 기업과 긴밀하게 제휴함으로써 보건 유지/증진 관련 연구개발을 수행하고, 그 성과 보급이나 활용을 적극적으로 추진한다. 또한 산업기술종합연구소 독자적으로 보건증진 모델사업 개발을 위한 기반 정비를 진행한다.
 
4.4 국제 제휴의 강화

생명과학 분야에서는 미국, 유럽에 비해 뒤쳐졌지만 바이오인포메틱스 분야에서는 일본 내 가장 우수한 연구조직을 보유하고 있다. 바이오인포매틱스 분야는 우수 인재가 크게 부족하여 아시아의 우수인재를 확보하는 것이 가장 중요한 과제이다. 아시아인의 유전적 특징 등 지역성이 있는 연구과제를 추진하고 우수한 인재를 확보함으로써 아시아의 허브가 될 가능성도 높다.
 
생명정보공학연구센터는 국제연구협력, 인재교류, 소프트웨어·데이타베이스 분야 제휴 등을 통해 세계 수준의 바이오인포메틱스 연구역량을 보유한 국내 연구거점이 되는 것을 목표로 한다. 연구소가 보유한 최신 정보기술을 이용하여 연구소 내/외부의 소프트웨어, 데이터베이스 등 지적기반의 통합화를 추진하고 있다. 또한 아시아 지역에 중점을 두고 해외 연구기관과 적극적으로 공동 연구와 인재 교류를 실시한다.
 
바이오의 계량 표준화 분야는 일본이 크게 뒤쳐져 향후 국내 혹은 아시아 국가의 관련 조직과의 역할분담이 필요하다. 때문에 바이오 표준 물질-표준 측정법을 개발하고 이를 적극적으로 국제도량형위원회에 제안하여 국제규격화를 목표로 한다. 또한 인간공학 분야의 국제표준 분야는 아시아권의 민족이나 문화의 차이에 관한 데이터를 확보하여 국제표준을 획득하여 관련 산업의 우위확보를 목표로 한다.
 
4.5 GMO의 안전성에 관한 사회적 인식 촉진 방안

유전자재조합생물(GMO)의 이용 촉진을 위해 특정 유전자나 미생물의 고정밀도·고감도 모니터링 기술을 개발한다. 이러한 기술을 환경미생물 등의 해석에 활용해 생활환경 내의 유해물질 평가나 관리에 유용하게 활용한다. 선진국, 특히 미국의 경우 특정 농약 내성, 해충 내성 작물의 품종개발이 진행되고 있고 재배면적도 매년 확대되고 있다. 한편, 일본 내에서는 이러한 품종의 국내 재배에 대해 일부 지자체를 중심으로 수용하지 않을 수도 있다.
 
유전자 수준의 개량이 작물에 어떠한 성분변화를 가져올 것인가를 과학적으로 판단하는 것이 필요하며, 산업기술종합연구소는 국내외 연구동향을 충분히 분석하면서 적절한 정보를 알려나감으로써 GMO 기술이 안전하고 필요한 기술이라는 사회적 인식 및 수용도를 확대해 나갈 필요가 있다.
 
4.6 생명 윤리·실험 윤리의 준수 체제의 정비
 
생명과학 분야의 연구를 수행하는데 있어서 사람의 유전자 정보를 개인정보로서 보호하는 것이 중요하다. 사람 ES 세포를 이용하는 재생의료의 윤리적 과제, 동물실험, 사람을 대상으로 하는 실험, 유전자재조합생물 등을 이용한  실험에 있어서 윤리의 중요성을 연구자에게 주지할 필요가 있다. 또한 이들 실험에 관련되는 법령을 준수하기 위한 관리체제를 구축해야 한다.
 
4.7 생물특허제도의 유지를 통한 산업사회에의 공헌
 
특허제도는 산업기반 확립 및 발전을 위해 필수적이다. 보존이 곤란한 동물세포나 식물세포 등과 관련된 생물특허를 담보하기 위해서는 이러한 특허생물의 보존·유지를 위한 충분한 시설과 능력, 경험이 필요하다. 산업기술종합연구소는 연구개발 역량을 기반으로 생물특허제도의 유지에 공헌해 왔다. 특허 생물기탁사업은 산업기술종합연구소 생명과학 분야의 중요성과의 하나로서 자리매김하여 왔으며, 이미 1968년부터 국내기탁사업을 1981년부터 국제기탁사업을 실시해 왔다. 향후에도 특허생물기탁 사업을 계속 실시하여 우리나라의 바이오산업의 기반확립에 기여해야 할 것이다.
 
특허생물기탁센터의 경우 과거 병원성 미생물의 부적절한 기탁/관리 문제가 지적되어, 재발방지를 위해 제3자가 참여하는 조사위원회「특허생물기탁센터의 관리 체제 등에 관한 조사위원회」의 보고를 근거로 관리체제를 강화하고 있다.
 
4.8 나노 바이오 연구의 촉진

나노바이오 분야에서 국제경쟁력 강화 및 산업창출을 위한 연구개발이 시급하다. 향후 나노바이오 연구개발을 추진하는데 있어 생명과학과 나노테크놀로지의 융합만이 아니고, 엘렉트로닉스, 정보기술, 환경기술, 측정기술의 융합전략을 추진하는 것이 산업기술종합연구소의 강점을 발휘하는데 중요하다. 지금까지 개별 연구실별로 축적해 온 정보나 인맥을 통합하여 유기적인 기획과 연구수행을 목표로 한다.
 
이를 위해 여러 학문분야에서 효율적인 연구개발을 추진하는 플랫폼을 구축하여 정보를 일원화 하고 AIST 내외에 전략추진의 방향성을 나타내기 위해 대표자를 선임한다. 또한 요소기술이 각 연구실에 산재 해 진척되지 못하고 있는 연구과제에 대해 인력교류나 기반기술의 공유화를 적극적으로 지원하여 연구개발을 촉진한다.
 
또한 나노바이오 분야의 인재육성 프로젝트로서「산업기술종합연구소 나노 바이오 분야 인재 양성 유닛」이 문부과학성 과학기술진흥조정비 신흥분야 인재양성프로그램(나노테크놀로지와 생명과학의 융합영역)으로 2003년부터 수행되고 있어 나노바이오 거점의 하나로서 인식되고 있다. 2006년도에는 재료포럼의 하나의 분과회로서「나노바이오기기 분과회」를 시작하여 관련 연구자간의 정보교환을 진행하고 있다.
 
4.9 서비스 관점에서의 전략 : 건강서비스 산업창출을 위한 연구전략
 
4.9.1 배경
 
일본은 세계적으로 고령화가 가장 급속히 진행되고 있고, 국민의료비 증대, 노동인구 감소 등 커다란 과제에 직면하고 있다. 이에 대응하기 위해 각 관련 부처에서는 건강증진법의 시행, 건강 유지 증진 및 건강 관련 산업 창출을 위한 정책 등이 발표되고 있다. 또한 2006년 9월 아베 총리는「정책의 중점을 예방으로 전환하여 건강수명을 늘리는「신건강 프런티어 전략」의 추진을 발표하는 등 국민의 건강수명 증대는 국가적으로 추진해야 할 과제가 되고 있다.
 
 
 
산업기술종합연구소도 2004년 4월부터 제2기 연구전략(생명과학 분야)에서 건강의 유지/증진을 위한「조기진단 기술의 개발을 통한 예방의료의 촉진」, 「고연령자나 신체기능장애자의 QOL 향상」을 전략목표로 제시하였다. 산업기술종합연구소는 이러한 연구목표를 실현하기 위해 학제적 연구자로 구성된 건강산업 창출 검토 WG을 조직/운영하여 산업기술 아키텍트 리포트 「건강공학전략」을 작성했다. 이 전략에서는 생리, 정신, 인간성까지 넓힌 새로운 건강관을 제안하고 있으며,「삶의 보람」이나「마음의 풍요로움」등 행복을 보다 실감할 수 있는 사회를 만들기 위한 기술개발 추진을 제안하고 있다.
 
이를 근거로 동 산업의 현재 동향 및 국민의 눈에서 본 문제점을 분석하여 산업기술종합연구소가 취해야 할 방향 및 전략목표를 고찰한다.
 
4.9.2 새로운 건강관「건행(HP) 3」

종래의 건강관은「병과의 관계」에 크게 의존하여 정의되어 왔다. 즉, 정상적인 상태로부터 병에 이르는 과정을 설명하고 있다. 말하자면 마이너스(병)에서 제로(건강)까지의 상태로 기술되는 네가티브 방법이 주류이다. 그러나  「병에 걸리지 않는 것」, 즉「신체건강(Health)」를 유지하는「예방 (Prevention)」이라는 관점에서 「삶의 보람이나 마음의 풍요로움을 얻어 자율적으로 사회에 참가해 나가는 과정」으로 기술하려는 적극적인 방법을 택할 필요가 있다. 또한 이러한 상태를 보다 좋게 하기 위한 방안에 대해서도 예방뿐만 아니라 자율성을 중심으로 한 적극적 대처를 고려할 필요가 있다.
건강은 신체뿐만 아니라, 마음, 또 사회까지 대상이 된다. 따라서「신체건강 (Health)」,「마음건강(Happiness)」,「인간의 건강성(Humanity)」을 건강의 3개의 요소로 정의한다. 3개의 건강을 양호한 상태로 이끌기 위해서는「예방(Prevention)」,「예측(Prediction)」,「참여(Participation)」가 중요하다.
 
4.9.3 건강 관련 산업의 현재 동향
 
현재의 건강관은 질병과 관련되어 있기 때문에 관련 산업의 중심은 신체나 심리적 질병을 회복시키기 위한 의료 및 의료 관련 산업, 복지 산업, 생명보험 산업 등이 역할을 담당하고 있다. 최근 의료 분야에서 질병으로부터의 회복보다 예방을 중시하는 움직임이 두드러지게 나타나고 있지만 중증질병을 사전에 방지하는 것이 주류를 차지하고 있다.
 
의료에 속하지 않는 건강 관련 산업의 예로서 건강·기능성 식품을 들 수 있다. 건강지향 식품의 시장은 2조엔을 넘어 특히 특정보건용식품의시장은 최근 급속하게 확대되고 있어 연평균 10%를 넘는 비율로 시장규모가 증가하고 있다. 또한 E-헬스케어로 불리는 재택건강진단·유지관리 서비스 시장도 향후 성장될 것으로 전망된다.　
 
 
<그림> 건행사회를 향한 산업 변혁
 
실제로 환자가 병원에 가지 않고 4,000엔으로 진단(환자 스스로 혈액을 채취·발송)을 받게 되는「재택발송건강진단」도 이루어지고 있다. 또한 건강유지 및 증진을 위해 피트니스 클럽이나 온천시설 등에서 개인의 건강 상태를 자문 등의 서비스도 증가하고 있다. 가정용 치료기, 장비, 전동차 등 복지용구의 시장규모도 증가 추세에 있다. 또한 주택에 생활정보를 상시 측정할 수 있는 각종 센서를 설치하여 건강정보를 피드백 받을 수 있는「생활 주시형 생활 지원 기술」개발도 진행되고 있다.
 
 
<이 자료는 일본의 대표적인 공공연구기관인 산업기술종합연구소가 2009년 발표한 제2기 연구전략 중 라이프사이언스 분야를 번역/정리한 자료임>
 
 
 
 
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