바이오인

이종간 키메라기술 기반 바이오인공장기 연구개발 동향 및 전망 한국생명공학연구원 미래형동물자원센터 김선욱 1. 개요2010년 일본 동경의대의 Nakauchi Hiromitsu 교수팀은 랫드(Rat, 체격이 큰 시궁쥐)의 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cells)를 췌장발생 유전자를 결손시킨 생쥐의 수정란에 주입하여 랫드의 췌장을 가진 생쥐(mouse)를 세계 최초로 성공하였음을 보고하였다1). 종(species)이 서로 다른 두 종류의 세포가 인위적으로 혼합되어 발생되면서 온전한 생명체, 즉 다른 종의 장기를 가진 ‘이종간 키메라(interspecies chimera)’ 라는 새로운 피조물의 창조가 가능하게 된 것이다. ‘키메라(chimera)’는 그리스 신화에 나오는 괴물로서 뱀, 사자, 염소 등 여러 동물의 몸이 한데 섞인 것을 일컬으며, 키마이라(그리스어: Χίμαιρα, 영어: Chimaera)라는 용어에서 유래되었다(그림 1)2). 이러한 개념을 바탕으로 이종(interspecies)의 세포를 혼합하는 방식으로 제작된 개체의 장기를 ‘키메라 장기(chimeric organ)’, 보다 정확하게는 ‘이종간 키메라 장기(interspecies chimeric organ)’라고 부르게 되었다. 다양한 논란도 있지만 신화의 한 장면이 현대과학의 힘으로 현실세계의 일이 되었다는 것은 그 자체만으로도 매우 놀라운 일이기도 하다.이듬해인 2011년 일본 오사카 대학의 Okabe 교수팀이 랫드의 흉선을 생쥐에서 생산하는 것에 성공하였고3), 2017년 Nakauchi 교수팀은 미국 스탠퍼드대와 공동으로 최초의 실험과는 반대로 랫드의 생체 내에서 생쥐의 췌장을 재생시키고 이를 이용하여 당뇨병 생쥐 치료에 성공시켰다4). 이로써 이종간 키메라 장기 원천기술의 기본 활용 개념에 대한 증명과 그 기초를 완성하기에 이르렀다. 같은 해인 2017년 미국 솔크 연구소 Belmonte 교수 연구팀은 인간 역분화 줄기세포를 돼지 배반포에 미세주입 및 대리

mRNA 기반 차세대 백신 연구개발 동향 및 전망 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 윤선우 1. 개요2019년 12월부터 지속되고 있는 코로나19 사태는 현재까지도 지구촌에 경제적•사회적으로 큰 위협이 되고 있으며 아직도 통제되지 않고 있는 진행형이다. 하지만, 코로나19의 대응에서 mRNA(메신저RNA) 백신 기술은 전통적인 백신 플랫폼으로 알려진 약독화 바이러스 또는 바이러스 유래 항원 단백질을 이용하는 방법에 비해 코로나19 유발 바이러스 (SARS-CoV-2)를 신속하게 대응할 수 있는 백신 플랫폼으로 기여하고 있으며, 모더나와 화이자-바이오엔테크에서는 사스코로나바이러스-2 바이러스의 표면에 있는 스파이크 단백질 유전정보를 이용하여 mRNA 백신을 상용화하였고 현재도 대부분 국가에서 코로나19 예방을 위한 주력 백신으로 쓰이고 있다 (그림 1).<그림 1. 코로나19 상용화 mRNA 백신 플랫폼 전략>출처 : Fernando et al, 2020. N. Engl. J. Med.WHO(세계국제보건기구)는 2018년 2월에 우리가 알지 못하는 많은 병원균과 바이러스를 미지의 질병(Disease X)으로 명명하면서 이로 인한 신·변종 감염병으로 인류를 보호할 수 있는 연구개발이 필요하다고 발표하였다. 특히, 2003년 중증급성호흡기증후군(SARS, 사스), 2009년 H1N1형 신종플루, 2012년 중동호흡기증후군(MERS, 메르스), 그리고 2019년 코로나19 발생에서 볼 수 있듯이 최근 바이러스에 의한 감염병 발생 주기가 빨라지고 있음을 알 수 있다. 또한, 2000년 이후에 유행된 감염병들은 사람과 동물이 같이 감염될 수 있는 인수공통감염병(Zoonosis)이라는 점에 주목해야 한다. 이에 감염병의 확산을 막고 변종의 출현에 대한 신속한 대응 방안으로 백신 개발에 대한 요구가 증대되고 있으며, mRNA 백신은 이를 해결 할 수 있는 백신 플랫폼이라고 할 수 있을 것이다.mRNA 백신 연구는 거의 30년 전 암 백신으로의 활용 가능성에 관한 연구(Eu

세포외 소포체 기반 약물전달기술: 연구개발 및 산업 동향 그리고 전망 일리아스바이오로직스 R&D 전략실 이성규 1. 개요세포는 다양한 종류의 소포체를 분비하는데, 그 중 30~200nm 크기의 소포체를 엑소좀(exosome)이라고 부른다. 엑소좀이 처음 발견되었을 당시, 사람들은 이를 세포가 쓸모없는 물질을 배출하는 쓰레기봉투 같은 기능을 할 것이라 여겼다. 그러나 엑소좀이 세포 간 신호전달을 매개하는 등 생물학적으로 중요한 역할을 하고 있음이 밝혀지기 시작하였다. 엑소좀은 그 기원이 된 세포와 생리학적으로 매우 유사하므로, 진단 영역의 활용가능성을 높이 평가받고 있다. 나아가 세포치료제와 비교해 비슷한 효능을 지니지만 더 나은 안전성을 보이는 비세포 치료제로 활용될 가능성에 대하여도 다양한 탐구가 이루어지고 있다.정확한 생물학적 기능이 밝혀진 것은 아니지만, 엑소좀은 단편화된 DNA, mRNA, miRNA, rRNA, tRNA 등 다양한 핵산과 콜레스테롤, 포스파티딜세린, 스핑고리피드 등 다양한 지질 뿐 아니라 신호전달물질, 세포골격, 막단백질 등 다양한 단백질 또한 포함하고 있고, 공여세포는 엑소좀의 이러한 능력을 활용하여 수용세포에 다양한 물질을 전달할 수 있다. 이와 같이 나노물질을 장착하여 다른 세포로 전달하는 성질을 이용하여 엑소좀을 약물전달체로 활용하고자 하는 다양한 연구가 시도되고 있다.엑소좀은 수용세포의 세포막과 직접 융합하거나, 식세포작용, 음세포작용 등을 통해 흡수될 수 있다. 엑소좀을 통한 약물전달은 수용세포의 세포 소화기관을 우회하여 원료 의약품(API, active pharmaceutical ingredient)를 온전하게 전달할 수 있고, P-당단백질 약물 펌프 시스템을 우회하여 약물 저항성을 감소시킬 수도 있다. 엑소좀의 표면개질을 통하여 특정 조직/세포에 대한 약물 전달 효율을 높이는 기술도 활발히 연구되고 있다.인위적으로 합성한 약물전달체에 반해,

DNA-encoded library technology(DELT)를 활용한 신약개발 동향 대구경북첨단의료산업진흥재단 신약개발지원센터 송민수 1. 머리말 하나의 화합물 신약이 탄생하기까지 10년 이상의 긴 시간과 수 조원 이상의 천문학적인 연구비용이 든다는 것은 이미 주지의 사실이다 [1-2]. 한편, 이것은 신약개발 과정의 총체적인 효율성의 문제일 수 있다는 관측이 제기되기 시작하면서, 보다 효율적이고 경제적인 신약 개발을 위한 혁신 기술 발굴을 통해 이러한 한계를 극복하기위한 연구 노력이 지속되고 있다. 신속한 유효물질 도출을 통한 신약 개발 기간 단축 노력의 일환으로서 전통적으로 HTS, 가상검색, phenotypic screening, FBLD 기법을 오랜 기간 활용하고 있으며, 21세기 들어 보다 진보된 혁신 신약 도출 기반기술들, 즉, ADC, TPD, AI, CRISPR-Cas9, CAR-T, DELT, RNAi등이 활발히 개발되어 활용되고 있다 [그림 1]. 본고에서는 이런 혁신 신약 기반기술 중 DNA-encoded library technology(DELT)를 소개하고 이를 활용한 신약개발 동향을 정리해 보려고 한다. [그림 1] 화합물 신약 유효 물질 도출을 위한 기반 기술의 종류 2. 유전자 암호화 라이브러리 기술(DELT)의 이해 가. 기술의 유래 1992년 Brenner & Lerner가 “encoded combinatorial chemical libraries” 개념을 처음으로 소개하였다 [3]. 마치 자연의 모든 생물체 분자들이 고유한 유전정보를 DNA code에 담고 있는 것처럼, 저분자 화합물에도 고유한 DNA code를 담을 수 있다면, 그리고 아무리 많은 양의 화합물이라도 타깃 단백질에 대한 활

2022년 중국 BT 투자 및 정책동향한중과학기술협력센터 서행아1. 서론 최근 코로나19가 확대·지속되는 상황에서 국가 바이오 정책은 미래 산업의 핵심분야로 더욱 부각되고 있다. 이와 동시에 미중 기술패권으로 기술블럭화가 더욱 심화되고 있어 중국 정부는 과학기술 자립자강 전략을 모든 분야에서 최우선 전략으로 추진하고 있다.중국 정부는 「14차 5개년계획 기간 경제사회발전계획 및 2035년 장기 목표」(′21.3)를 통해 집중적으로 육성할 7대 과학기술 분야 중 ‘뇌과학’, ‘유전자 및 바이오기술’, ‘임상의학 및 헬스케어’ 등 3대 기술을 생명과학 분야로 선정했다.′19년 기준, 전 세계 생명과학 분야의 연구자금은 1,514억 달러(약 180조원)에 달했으며, 이중 중국 연구자금은 135억 8,482만 달러(16조원)로 전체 글로벌 연구자금의 8.3%를 차지했다. 중국은 정부의 적극적인 정책지원으로 생물다양성에 기반을 둔 기초연구 및 임상연구 분야에서 가빠른 성장을 나타내고 있다. 이를 기반으로 중국 정부는 자국 기술의 자립자강을 위해 더욱 더 바이오 기술개발 및 산업화 성과를 높이기 위해 전력을 다하고 있다. 2. 2021년도 바이오 분야 성과가. 기술개발’21년도 중국은 뇌과학, 면역학, 줄기세포 임상응용 방면에서 큰 성장을 나타냈다. 중국은 자폐증, 파킨슨병, 근육위축병 등 뇌 질환을 지닌 원숭이 모델 연구 분야에서 세계적으로 연구를 견인하고 있다. 바이오 분야에서 Nature지나 Cell지에 기재된 대표적 사례들은 다음과 같다.쿤밍이공대학은 인간 줄기세포를 원숭이 배아 속에 주입해 인간-원숭이 교잡 배아를 얻었으며, Nature지 ‘21년도 최우수 과학 이미지에 선정되었고 중국과학원 상하이 약물연구소는 자폐증 표현형을 가진 모계 면역질환 동물 모델을 구축하여 면역 이상형 자폐증 치료의 새로운 방법을 제시하였다.중국과학원 상하이 약물연구소는 줄기세포 분야에서 우울증 관련 세로토닌 수용체의 원자급 해상도 구조를 최초로 규명했고, 중국과학기술대학은 인체 조혈

2022년 해외 BT 투자 및 정책 동향 한국생명공학연구원 경영기획부장 김정석 1. 배경 2021년 해외 주요국은 바이오가 코로나19 팬더믹 위기의 신속한 극복과 심화되는 첨단기술패권 경쟁, 친환경 등 글로벌 주요 이슈 대응을 위한 핵심 분야라고 인식하고 국가 차원에서 전략을 수립하고 집중 지원하고 있다. 미국은 바이든 행정부가 새롭게 출범하였고, 중국과의 기술패권 경쟁에서 승리하기 위해 제정한 ‘혁신경쟁법’에서 10대 첨단기술 분야 중 하나로 바이오(생명공학, 유전체학, 합성생물학)를 선정하였다. 백악관은 또한 팬더믹 등 생물학적 위협 대비를 위해 향후 10년 내 총 653억 달러의 투입계획을 발표하였다. EU는 유럽 공동의 사회문제를 해결하기 위한 ‘산업전략’을 수립하고, 세계 최대 국제협력 프로그램인 ‘Horizon Europe(2021~2027)’을 착수하였다. 영국은 코로나-19 팬데믹 위기를 기회로 삼아 바이오 강국으로 도약하기 위해 ‘영국생명과학비전’을 수립하였다. 일본은 ‘제6기 과학기술･혁신기본계획('21~'25)’에서 생명공학, 건강·의료, 식품·농림수산 등을 전략분야로 선정하고, 2020년 수립한 ‘바이오전략 2020’ 세부계획을 차질 없이 추진하였다. 중국은 ‘국민경제사회발전 제14차 5개년 규획(2021~2025)에서 뇌과학, 유전자･바이오, 임상의학·헬스케어 등 7대 과학기술 분야와 첨단의료기기·신약 등 8대 전략산업을 지정하고 육성계획을 제시하였다. 2. 주요국 바이오정책 동향 가. 미국 2021년 1월 출범한 바이든 정부는 코로나19 팬데믹 상황 극복, 동맹국과의 연대 강화 및 대중국 기술패권 경쟁 승리, 친환경 정책을 강력하게 추진하고 있다. 바이든 대통령은 취임 직후인 1월 20

2022년 국내 BT 투자 및 정책동향 한국과학기술기획평가원 홍미영 1. 들어가며 2020년 12월 21일 1차 혁신성장 BIG3 추진회의부터 2021년 12월 말까지 총 17회에 걸쳐 혁신성장 BIG3 추진과제를 발표하고 바이오헬스 연구·산업 혁신과성장을 가속화하고 있다. 정부는 「혁신성장 BIG3 추진회의 운영계획(’20.12.21)」에서 바이오헬스 관련 K-바이오 5대 수출산업 육성 목표로, 세계시장 점유율 확대(’18년 말 1.8% → ’22년 3.0% → ’25년 4.2%), 수출액 확대(’19년 말 154억 달러 → ’22년 200억 달러 → ’25년 300억 달러), 코로나 백신·치료제 개발 및 출시 등의 목표치를 제시하였다. 바이오헬스 분야에 대한 정부의 관심과 육성·지원 방안이 R&D 투자로 꾸준히 이어지면서 코로나19 팬데믹 위기 상황에서 가시적인 성과로 드러나고 있다. 2020년 바이오헬스와 의약품 분야의 수출액이 210억 달러를 돌파하였으며, 2021년에 들어 바이오헬스와 의약품 분야의 수출액이 247억 달러를 달성하였다. 2021년에는 국내 제약·바이오 해외 기술수출이 32건, 총 13조원을 넘어 역대 최고치를 기록하였으며, 위탁생산·기술이전 확대 등 글로벌 백신 허브로 급부상하는 성과를 내고 있다. 2021년 바이오·의료 업종 벤처투자는 1조 6,770억 원으로 2020년에 이어 여전히 증가세(’20년 대비 4,800억원 증가)를 보였으며, 바이오·의료 업종 비중은 21.9%로 ICT서비스(31.6%) 다음으로 2번째 순위를 기록하였다. 「제1차 혁신성장 BIG3 추진회의(’20.12.21)」에서 정부는 BIG3(바이오헬스 포함) 분야는 지원 및 규제 등이 다수 부처와 관련되어 있어 범정부 차원의 강력한 추진체계 구축이 시급하고, BIG3 산업이 핵심 성장 동력으로 확고히 자리 잡기 위해서는 국내 밸류체인 구축 등 BIG3 산업 생태계 강화가 중요함을 강조하였다. 이에

Pax Technica 시대 K-바이오 - 2021년 바이오 미래포럼 주요 내용 - -CONTENTS- 1. [R&D 세션] 글로벌 게임 체인저를 향한 '연구‧혁신(R&I)’ 가. 바이오의료 디지털 전환 (이도헌 한국과학기술원 석좌교수) 나. 글로벌 기술블록화 대응 전략기술 육성 방향 (이승구 한국생명공학연구원 합성생물학전문연구단장) 다. 빅데이터 기반 중개연구 전략 (김열홍 고려대학교 의과대학 교수) 2. [R&D 세션 패널 토의] 기술이 지배하는 ‘팍스 테크니카‘ 시대에 대응하는 국가 차원의 바이오 과학기술 역량 확보 방안은? 3. [산업화 세션] K-바이오 글로벌 진출 전략 가. 포스트 코로나 시대 제약기업 글로벌 진출 전략 (묵현상 국가신약개발사업단 단장) 나. 글로벌 임상 접근 전략 (김나현 메디데이터솔루션 솔루션컨설턴트) 다. 빅데이터 클라우드-제약사 간 콜라보 전략(이동훈 코이헬스케어 대표이사) 4. [산업화 세션 패널토론] '라이프 사이언스 4.0' 시대 글로벌 시장 진출을 위한 K-바이오 산업의 역량강화 방안은? 5. [규제·제도 세션] 글로벌 바이오 규제조화 방향 가. 국내·외 바이오 데이터 규제 현황 (유소영 서울아산병원 빅데이터센터/임상연구보호센터 교수) 나. K-바이오 글로벌 특허 전략 (정지혜 특허법

유전체 데이터를 둘러싼 미중패권경쟁 현황 (주)테라젠바이오 김태형 1. 서론 글로벌 바이오 리스크에 있어 최근 제약 바이오산업의 자국 중심주의적 국내화가 막 진행 중에 있으며 그리고 국제관계가 미중 패권 경쟁 속에서 첨예하게 대립되고 있다. 최근 몇 년 사이에 유전체 산업 현장에서는 글로벌하게 큰 변화들을 목격하고 있다. 차세대 유전체 분석 기술이라는 줄여서 ‘NGS’라는 기술은 기존 유전체 분석 기술에 비해 약 백만 배 이상 유전체 데이터 생산을 효율적으로 하는 인류가 만든 가장 혁신적인 기술 중에 하나이다. 최근 10여 년 사이에 이 기술의 급속한 발전과 함께 누구나 마음만 먹으면 전 세계인들을 대상으로 개개인의 유전체 데이터를 생산할 수 있게 되었다. 이렇게 생산된 유전체 데이터들을 패권 국가들 특히 미국, 중국, 유럽 국가들 중심으로 자국인들을 대상으로 자국에서 생산한 데이터들은 어떻게 하면 반출하지 못하게 하면서도 한편으로는 전략적으로 유전체 데이터들을 잘 모아서 잘 활용할 수 있을까 고민하고 있는 상황이다. 그러다 보니 바이오 생체 및 유전체 데이터 관련 기술, 특허, 서비스, 연구 데이터 활용 등에서 첨예하게 미국, 중국, 유럽이 대립하고 협력하고 있는 것을 보게 된다. 2. 불붙은 미·중 유전체 패권 경쟁 최근 미국과 중국이 무역, 기술, 금융 전 분야에서 크게 맞부딪히고 있고 패권경쟁 중에 있는 것을 누구도 부인할 수 없는 상황이다. 특히 바이오 기술 분야에서는 패권 경쟁이 최근에 더 가속화되고 있는 것을 볼 수 있다. 4차 산업 시대에 있어 바이오 기술 경쟁력의 핵심은 누가 가장 많은 바이오 데이터를 확보하느냐