바이오인

합성생물학의 데이터 기반 글로벌 연구동향과 국가경쟁력 분석

KISTI DATA INSIGHT 제43호

◈ 목차

제 1장 합성생물학 개관

제 2장 데이터 기반 합성생물학 분석 개요

제 3장 합성생물학 과학계량학적 데이터 분석

제 4장 KISTI Data Insight

◈본문

< 요약 >

• ●생명과학에 공학적 개념을 도입해 인공적으로 생명체 구성요소나 생명시스템을 설계·제작·합성하는 합성생물학(Synthetic biology)은 바이오 기술과 산업 전반에 걸친 혁신적 파급력으로 인해 미래 바이오경제의 게임체인저로 주목받고 있음. 이에 최근 바이오분야의 반도체라 할 수 있는 합성생물학 기술에 대한 미국과 중국을 중심으로 한 글로벌 기술패권 경쟁이 한창이며, 기술 선도국들의 전략적 투자와 정책지원도 매우 활발하게 이루어지고 있음.

• ●우리나라도 합성생물학을 차세대 주력산업으로 육성하고자 ‘12대 국가전략기술’ 중 하나인 ‘첨단바이오’의 중점 기술로 합성생물학을 선정한 후, 기술경쟁력 확보 및 신시장 창출을 위한 각종 정책과 전략을 발표하며, 국가차원의 바이오파운드리 인프라 구축계획도 추진 중임.

• ●바이오연구에 있어 ‘발견’에서 ‘발명’으로의 혁신적 패러다임의 변혁을 가져온, 아직은 태동단계의 합성생물학에 관해 본 연구는 초기 연구개발의 성과가 비교적 잘 드러나고 있는 학술문헌 데이터 14,437건을 기반으로 과학계량적 지표를 활용한 통계분석, 군집분석 및 네트워크 분석 등을 통해 글로벌 연구동향을 파악하고, 우리나라를 포함한 주요 기술선도국들의 연구개발 수준과 경쟁력, 글로벌 연구협력관계 등을 분석함.

• ●분석 결과, 합성생물학 관련 용어나 논문의 연평균증가율이 32%라는 놀라운 성장이 보여주듯 최근 급성장하고 있는 혁신기술임을 확인. 특히 중국의 성장은 더욱 급진적이어서 2022년도부터는 선두를 달리던 미국을 앞지르는 양적 성장뿐 아니라 백분위 기반 피인용 상위10% 엑셀런스의 질적 성과분석에서도 미국을 추월하여 성장하고 있음을 확인. 중국의 높은 활동도 지수값은 중국정부의 합성생물학에 대한 전폭적이고 막대한 투자와 지원이 이루어지고 있음을 반영함. 전반적으로는 미국, 중국, 영국, 독일, 일본의 순으로 논문발표를 통한 연구개발 활동력을 드러냈으며, 우리나라는 세계 13위에 그침.

• ●본 분석의 목적에 맞춰 정의된 합성생물학 적용분야 분석에서 융합기술과 태동기 기술이라는 합성생물학의 자체 속성으로 융합바이오와 기초바이오의 비중이 높았으며, 레드바이오나 그린바이오, 특히 화이트바이오의 영역이 크게 증가, 아직 바이오 윤리/정책/안전/보안 등 바이오이슈에 관한 연구는 미미한 것으로 나타남. 미국, 독일, 영국 등 바이오기술 선도국은 합성생물학의 모든 분야에서 고른 성장을 보이나, 중국, 한국, 일본의 아시아3국은 화이트바이오 분야에 치중된 양상을 보임. 연구지형 분석에서도 유전공학, 세포공학, 단백질공학 등 첨단바이오기술 기반의 분자설계 및 시뮬레이션, 분자모델링 기술에서 미국이 강점을 보이는 반면, 중국은 대사공학 및 바이오공정 등 생산기술에서 보다 강점을 나타냄. 우리나라도 화이트바이오 분야에서는 세계6위로 미생물 균주를 활용한 발효기술의 발달과 대사공학분야에서 이룬 최근 연구성과 등이 반영된 결과를 보임.

• ●공저자 관계를 통해 본 국제공동연구 분석결과, 중국을 제외하고 우리나라를 비롯해 미국, 영국, 일본 등 기술선도국들이 국제공동연구의 비중을 높여가고 있으며, 특히 질적 우수논문군에서 그 비중이 더욱 증가하는 것으로 나타나 기술패권 경쟁의 주요기술인 합성생물학과 같은 신흥기술의 경우 국제적 공조와 협력의 중요성이 강조됨. 한국의 연구협력 상대국을 분석한 결과에서 미국과 영국의 글로벌 연구협력은 강화되는 추세인 반면, 중국은 상대적으로 자국내 독자적 기술개발과 혁신정책에 더 힘을 쏟고 있는 것으로 추측됨.

• ●합성생물학은 유전체 합성, 인공세포의 제작뿐 아니라 바이오연구의 고속화, 대량화, 저비용화를 가능하게 하는 미래 바이오의 총아로 무엇보다도 선제적 기술확보가 필요. 이를 위해 대사공학에 강점을 지닌 우리의 기술역량을 살려 합성생물학의 응용·개발 기술역량을 집중적으로 확대, 고도화하며 바이오 제조혁신 인프라인 바이오파운드리 구축에 산·학·연·정이 함께 힘을 기울일 필요가 있음. 아직은 산업적 개발·응용연구가 화이트바이오 영역에 치중된 경향으로 분석됐으나, 합성생물학이 지닌 무한한 잠재력과 응용력으로 그린바이오, 레드바이오 영역으로 연구개발을 심화, 확대해 나아가 글로벌 인류 난제를 해결하고 신시장을 창출할 수 있는 미래바이오의 혁신적 총아기술로 합성생물학이 자리매김하고 기여해야 할 때임을 시사

...................(계속)

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