바이오인

2020 바이오미래유망기술(상)무세포 합성생물학 연구개발 동향 및 전망 충남대학교 공과대학 응용화학공학과 김동명1. 개요와 현황 1961년 Nirenberg와 Matthaei는 세포 파쇄액내에 도입된 mRNA가 파쇄액 내에 존재하는 단백질 합성기구들에 의해 단백질로 번역될 수 있음을 발견하고, 이를 유전자 코드의 해독에 이용하였다 (Nirenberg and Matthaei, 1961).세포로부터 추출된 리보조옴 등의 단백질 합성기구가 적절히 조절된 조건 하에서 활성을 나타낼 수 있음을 증명한 이들의 연구는 1960~70년대에 거쳐 대장균의 락토오스 오페론 및 트립토판 오페론의 작동 기작을 밝히는데 이용되는 등, 주로 단백질 합성의 분자기작 규명을 위한 유용한 도구로서 이용되었다.살아있는 세포 활성에 의존하지 않고 세포로부터 추출된 단백질 합성 기구를 세포 바깥의 환경에서 이용하는 이러한 개념의 무세포 단백질 합성 기술은, DNA 중합효소를 이용하여 시험관 내에서 DNA를 합성하는 polymerase chain reaction (PCR)에 비교될 수 있을 것이다.그러나, 재조합 DNA 중합효소의 안정적인 활성에 의해 수 십 사이클의 증폭반응을 수행하는 PCR기술과 달리 초기 무세포 단백질 합성 시스템 내에서 단백질 합성기구들은 제한적인 활성과 안정성을 가지고 있어 이들에 의해 생산된 단백질은 양은 방사선 동위원소를 사용하여야만 측정할 수 있는 수준으로 낮아, 무세포 합성 시스템은 재조합 단백질의 ‘생산’수단으로는 받아들여지지 못하였다.그러나, Spirin등은 1988년 Science지에 게재한 논문을 통해 리보조옴을 포함한 단백질 합성기구들 역시 적절한 생화학적 환경이 조성될 경우 매우 오랜 시간동안 단백질 합성 활성을 유지할 수 있다는 것을 입증하였으며 최적화된 단백질 합성 조건을 유지하기 위한 수단으로 연속식 무세포 단백질 합성시스템 (continuous flow cell-free protein synthesis system, CFCF)을 고안하였다 (Spi

국내외 바이오클러스터 동향 및 정책제언 바이오벤처에서 바라본 국내 바이오클러스터 현황과 정책제언 유승준 티피글로벌 부사장(CSO) & 이시영 티피글로벌 박사1. 바이오클러스터 개요와 국내 현황가. 바이오클러스터 개요클러스터란 경제적인 목표 달성을 위해 특정 지역에 결집된 기업 및 관련 기관들의 집합체이다. 통상 클러스터란 개념은 1950년대 이후 형성된 미국의 대표적 클러스터인 실리콘밸리의 성공 이후로 미국 및 유럽뿐만 아니라 중국, 일본, 한국 등 아시아까지 확산되었으며, 현대 사회에서 클러스터는 다양한 산업체들의 경쟁력을 갖추는 수준 정도에서 그치지 않고 각국의 기술 경쟁력으로까지 그 범위가 확대되었다. 특히 그중에서도 바이오산업의 클러스터인 바이오클러스터는 글로벌 산업환경에서 혁신과 성장의 중심에 위치를 차지하고 있어 각국에서는 바이오클러스터의 육성에 주력하고 있다.바이오클러스터는 미국, 유럽, 중국 등의 일부 국가에서 눈에 띄는 성장을 보이고 있으며, 개발도상국과의 규모 격차는 나날이 증가하고 있다. 이러한 성장은 다른 국가들과의 단순한 경쟁에서 그치지 않고 글로벌 시장을 주도하는 핵심 기술의 보유와 그에 따른 혁신에 기인한다. 바이오산업에서는 다른 산업에 비해 클러스터가 더욱 필요한데, 그 이유는 크게 두 가지가 있다. 우선 바이오산업은 기술적인 측면에서 타 산업에 비해 연구개발투자 비용이 많이 들어 투자 대비 성공 가능성이 IT나 제조업 등에 비해 낮고 개발과 상용화에 걸리는 시간도 많이 소요된다. 즉, 임상시험 등 수익 창출까지의 다양한 위험이 존재하기에 신제품 개발에 소요되는 비용 및 위험을 분담하기 위한 협력과 연계가 필수적이다. 또한, 바이오산업은 산업계, 학계, 연구계가 하나의 기술을 완성하고 상용화하여 시장에 내놓기까지 혼자 감당하기 어렵고 복합적인 산업이기 때문에 기술, 자금, 인력 등 여러 측면에서 오픈이노베이션이 필요하다. 바이오클러스터는 기술, 자금, 인력 확보 등 바이오기업이 혁신하고 성장하기 위해 도전해야하는 여러 제약 또는

국내외 바이오클러스터 동향 및 정책제언 바이오클러스터 평가요소의 고찰을 통한 발전방안베스티안재단 베스티안이노베이션센터 양재혁 1. 바이오산업과 바이오클러스터한국의 바이오산업은 1982년 한국유전공학연구조합이 설립되고, 현대그룹 고 정주영 회장이 초대이사장으로 취임하면서 시작되었다고 본다면 벌써 40년에 가까운 역사를 가지고 있다. 한국의 바이오산업은 한국바이오협회의 2017년 기준 바이오산업통계에 따르면, 2017년 바이오산업 수급 규모는 최근 3년 8.7% 증가추세로 총 11조 7,150억 원에 이른다. 공급시장에서 생산규모는 10조 1,457억원으로 86.6%를 차지하며, 수입규모는 1조 5,693억원(13.4%), 수요시장에서 내수 규모는 6조 5,466억 원으로 55.9%를 차지하며, 수출 규모는 5조 1,684억원(44.1%)을 나타내고 있다. 이러한 양적인 성장에는 중앙정부와 지자체의 끊임 없는 바이오클러스터 지원 정책이 기본적인 역량 강화의 인프라로서의 역할을 한 것은 누구도 부인하기 어렵다. 바이오산업에 대한 정부의 지원은 지속적으로 증가하고 있다. 정부 2020년 바이오헬스분야 예산은 2019년 0.98조원에서 17% 증가한 1.15조원 이른다. 우리나라의 바이오클러스터 현황은 15개 시도에 바이오벤처센터 9개, 지역진흥사업 16개를 포함한 총 25개의바이오클러스터 기관을 운영 중이다. 바이오분야 클러스터는 대부분 정부주도로 구성이 되었으며, 일부는 기업의 자생적 클러스터화 이후에 지자체의 지원이 따르고 있는 곳도 있다. 출처 : 매일경제 신문 2017.3.8.2. 국내외 바이오클러스터 평가 요소 사례가. 한국 바이오클러스터 분석 지표 국내에서는 2018년 산업연구원에서 ‘우리나라 바이오클러스터의 현황 분석 및 발전 방향 연구‘를 통해서 바이오클러스터의 특성을 기반으로 클러스터를 방법을 연구하고 그것을 기반으로 클러스터를 평가하였다. 클러스터 기반, 클러스터 활동, 네트워크, 클러스터 지원제도 및 환경이라는 네 가지 요소를 가지고 체

바이러스 창궐의 시대의 주역, 인수공통감염병고려대학교 약학대학 송대섭1. 인수공통감염병이란? 2019년 12월, 중국 후베이성 우한시에서 신종 코로나 바이러스(이후 코로나19)로 인한 폐렴이 처음 보고된 이후로, 2020년 4월 28일 현재, 확진자 295만명, 사망자 20만명이 넘어가고 있으며, 아시아 개발은행(ADB)의 전망보고서에 따르면 세계 경제가 최대 5천조 원의 손실을 볼 것이라고 한다. 이번 코로나 판데믹은 21세기 들어 최악의 바이러스 발병으로 기록을 갱신해 나가고 있다.아직 바이러스의 정확한 기원, 중간숙주 등 많은 정보가 명확히 밝혀지지 않았지만, 확실한 것은 박쥐 유래의 바이러스가 종간 벽을 넘어 사람에게 감염이 되고, 다시 사람 간 전파가 되고, 이로 인해서 폭발적인 감염이 지속되고 있다는 것은 분명히 인정되고 있다. 코로나19 바이러스는 코로나 바이러스에 속하는 것으로 알려진 7번째 바이러스로 2002년 홍콩에서 시작된 사스(Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS) 코로나, 2012년 처음 보고되었던 메르스(Middle East Respiratory Syndrome, MERS) 코로나에이어 인체에 치명적인 위협을 유발하는 세 번째 코로나 바이러스로 확인되었다.이러한 코로나 바이러스 이외에도, 광견병바이러스와 같은 고전적인 감염병 부터, 21세기 첫 대유행을 유발했던 신종인플루엔자, 2013년 살인진드기바이러스라 불리며 세상에 알려진 SFTS, 2014년 전세계에 전파되어 공포를 안겨준 에볼라, 2017년 신생아 소두증의 원인이 되었던 지카 바이러스 등은 모두 동물에서 유래하여 인체에 감염되는 인수공통감염병 (zoonosis)이란 공통점을 가지고 있다. 전체 감염병에서 인수공통감염병이 차지하는 비율이 60% 정도로 알려져 있으나, 최근 발생하고 유행하고 있는 감염병 중 인수공통감염병은 80% 정도를 차지한다는 최근의 보고는 인수공통감염병의 중요성을 더욱 강조하고 있다.이와 같이 지속적으로 발생하여 전 세계

국내·외 감염병 연구개발 및 정책동향 한국생명공학연구원 감염병연구센터 정대균1. 개요와 현황가. 개요이제 더 이상 지구상에는 감염병의 안전한 지역이 없는 것 같다. 최근 신종 코로나바이러스 감염병(COVID-19)이 중국에서 발생한 이후에 국내에서도 이제까지 확진자가 10,000명이 넘었고, 지금도 매일 조금씩 발생하고 있는 실정이다. 앞으로 1년 내 전 세계인구 40~70%까지 이 바이러스에 노출가능성을 조심스럽게 예측하는 전문가들의 의견도 나오고 있으며, 기후변화와 국가 간 교류의 증대로 신종, 변종 그리고 원인불명의 바이러스 감염병이 최근에 더욱 더 빈번히 발생하고 있다. 특히 지난 2015년 메르스 바이러스처럼 국내에서 발생한 적이 없었던 해외 유래 감염병이 국내에 유입되어 국가적인 위기상황을 일으키기도 하였다. 최근 발생하였던 사스, 신종플루, 메르스, 신종코로나 등 신종 감염병은 정상적인 사회 기능을 저해하고, 대규모의 사망도 발생시키면서 전 세계적으로 수억 달러의 사회적 경제적 손실을 초래하였다(표1).미국 등 주요 선진국들은 현재 감염병 발생을 글로벌 안보이슈로 인식하고 관련 연구개발 투자를 지속적으로 확대하면서 감염병 연구개발과 대응관리 체계의 연계에 주력하는 추세이며, 2000년 이후 국제수역사무국(OIE)과 세계보건기구(WHO) 및 세계 각국에서는 환경-동물-인간이 하나라는 개념으로 감염병 연구가 이루어져야 한다는 ‘원헬스(One Health)개념을 강조하고 있다. 이렇게 원헬스 연구가 중요한 것은 현재까지 약 250종의 사람과 동물에 같이 감염되는 인수공통감염병으로 알려졌으며, 최근 발생하는 사람 감염병의 75% 이상이 인수공통감염병에 해당할 만큼 이에 대한 관리가 중요하다.[표1] 2000년 이후 감염병 발생 현황발생연도감염병 종류피해내용2003중증호흡기증후군(SARS)29개국 발생, 8,098명 감염, 774명 사망2009신종 인플루엔자(H1N1)전 세계적 발생, 13만 명 이상 감염, 18,239명 사망2013조류 인플루엔자(H7N

바이오 연구데이터 현황과 활용방안한국생명공학연구원 국가생명연구자원정보센터 이병욱 1. 바이오 데이터 개요가. 개요전 세계에서 한 해 동안 생산되는 데이터의 양은 대략 얼마나 될까요? 한 조사 기관에 따르면 2017년 기준 전 세계에서 하루 생성되는 데이터양은 2.5엑사바이트(1 엑사바이트 = 약 10억 기가바이트)에 달한다고 한다. 이는 해리포터 책 6,500억 권에 육박하는 데이터 규모로 이와 같이 기존의 데이터 용량을 넘어서는 거대한 규모의 다양한 정형·비정형 데이터를 ‘빅 데이터(Big Data)’라고 한다. “빅 데이터는 21세기의 원유”라고 정의하고, 원유는 어떻게 가공하느냐에 따라 나오는 제품이 천차만별이듯이, 빅 데이터도 어떻게 저장하고, 관리하고, 처리하고, 분석하느냐에 따라 이전에는 알지 못했던 새로운 가치를 창조할 수 있게 되었다생물학 분야에서 생산되는 빅데이터는 생물에서 생산되는 다양한 데이터로서 전통적인 방식으로 생산된 데이터가 아니라, 최신의 기술로 생산된 대용량의 데이터를 의미한다. 2010년 새로운 NGS 기술의 발전에 힘입어 1인의 유전체를 5만 달러의 비용으로 한 달 만에 해독할 수 있게 되었으며, 새로운 3세대 NGS 기술이 개발되었다. 특히 Illumina에서는 2014년 초 인간 유전체를 1,000 달러에 해독할 수 있는 초고용량 장비인 HiSeq X10을 출시하여 본격적인 개인 유전체 시대를 열어가고 있으며, 이와 같은 기술발전은 생명의 다양한 유전체 정보가 빅데이터로 자리 잡게 되는 계기가 되었다. 예를 들면, 2007년 구글의 ‘플루 트렌드’는 일정 기간 검색 분석을 통하여 독감 유형의 패턴과 독감발생 가능성이 높은 지역을 예측하는 독감예보서비스를 실시하였으며, 독감 환자 발생 현황을 빠르고, 정확하게 파악하였다. 이렇듯이 바이오 연구데이터는 바이오연구를 하면서 필수적으로 생산되는 데이터를 나타내며 무궁한 가능성이 있다. 연구데이터는 연구 결과에 대한 검증 도구로 활용, 재사용을 통한 노력과 비용 절감 등의 장점

바이오연구데이터 산업적 활용과 시사점 테라젠이텍스 바이오 연구소 상무 김태형 1. 들어가며1950년대 초, DNA 분자 구조가 최초로 밝혀지고 DNA가 유전정보가 담겨 있는 물리적 저장 장치라는 것을 알게 된 이후로 유전체 해독 기술의 비약적인 발전은 새로운 유전체 시대를 끌어냈다. 1975년 DNA를 처음으로 해독할 수 있게 된 이래 2007년, 급속도로 발전한 NGS(차세대유전체해독) 기술 기반의 딥 시퀀싱(Deep Sequencing)이 가능해졌으며 향후 5년 내 개개인의 30억 쌍의 DNA를 10만원에 확보 가능할 것으로 기대를 모으고 있다. 2025년까지 6,000만 명의 환자 유전체와 임상 데이터가 전 세계적으로 모일 것으로 예상되며 일반인까지 포함해 전체적으로 약 10억 명 이상으로 예상되며 약 100조 이상 시장으로 성장할 것으로 내다보고 있다. 그리고 이 데이터들은 연구 및 산업적으로 크게 활용될 것으로 보인다.2. 본문 가. 유전체 데이터 활용 사례2012년에 영국 캐머런 수상이 발표한 영국 10만 명 유전체 프로젝트는 이후 공공기업인 지놈 잉글랜드(Genomics England)가 설립된 이후 5년 만에 올해 10만 명 유전체 해독을 모두 완료했으며 2018년 10월 1일부터는 영국 국가 보건 서비스(NHS) 설립 70주년을 기념하여 전체 국민들을 대상으로 전국 병원에서 "DataSavesLives"를 위해 유전체 검사를 정기적으로 진행하도록 결정했다. 그리고 이렇게 모인 유전체/임상 데이터를 통해 최대한 고부가가치를 만들기 위해 5개 유전체 기업과 13개 글로벌 제약사가 참여해 연구비/기술/노하우도 기부 받고 각 영리 기업들이 이 데이터를 활용해 미래의 진단 기술과 신약 개발을 위해 참여를 적극적으로 독려하고 있다. 최근 영국 보건 사회복지부 장관은 유전체의학을 통해 향후 5년 안에 500만 명 유전체를 확보한다는 계획도 추가로 발표했다. 이를 통해 결과적으로 영국은 전 국민 건강관리에 전장 유전체 해독 기술을 적용할 뿐만 아

AI 융합 그린바이오 현황과 시사점 양중석 한국과학기술연구원 스마트팜융합연구센터장 1. 그린바이오와 인공지능 가뭄과 태풍으로 인한 농작물 피해 소식을 듣는 것이 새롭지 않다. 겨울에 춥지 않고 봄이 오는가 싶으면 무더위가 시작된다. 기후가 변하고 있음을 몸으로 체감한다. 기후가 변하면 사람이 살아가는데 기본적인 요소인 의식주에 영향을 준다. 특히 먹는 것과 관련된 농업에서 기후변화는 농산물 재배지의 변화, 농산물 품질 저하, 생산량 저하, 병충해 피해 증가 등 심각한 영향을 끼친다. 이에 대응하기 위하여 세계적으로 기후변화, 고령화, 인구감소 등으로 발생하는 다양한 농산업 문제점을 바이오기술과 정보통신기술로 해결하고자 하고 있다. 바이오기술(BT)은 다양한 분야에 활용되는 생명공학기술로 의약·제약 분야의 레드바이오, 농업·식품 분야의 그린바이오, 환경·에너지 분야의 화이트바이오로 분류하고 있다. 이중 그린바이오는 안전한 먹거리 공급과 고부가 농생명 소재 산업 육성을 위한 분야이다. 그린바이오 기술은 농업에서 유용한 식량 종자를 개발하기 위한 육종기술과 안전한 농축산물을 생산하기 위한 재배기술을 중심 으로 발전하였다. 인위적인 교배를 통해 작물을 개량하는 교잡육종은 유전자 재조합기술을 적용한 GM작물의 개발로 발전하였으며, 최근에는 유전자가위 기술을 적용한 유전자교정작물의 개발로 이어지고 있다. 재배기술에서는 WTO 가입으로 인한 농산물 수입을 극복하고자 시행한 시설재배를 통한 고부가 작물 재배에서 고부가 식의약품을 개발하기 위한 소재 생산과 4차 산업혁명 핵심기술을 도입한 스마트농업으로 발전되고 있다. ...................(계속) ☞ 자세한 내용은 내용바로가기 또는 첨부파일을 이용하시기 바랍니다.

AI 융합 감염병 연구의 현재와 미래 안인성 한국과학기술정보연구원 데이터기반문제해결연구단 책임연구원 1. 배경2020년 경자년 새해는 중국 후베이성의 우한시에서 최초로 보고된 원인불명 폐렴에 대한 뉴스로 시작되었다. 이 폐렴의 원인균은 지금껏 공식적으로 보고된 바 없는 새로운 코로나바이러스(coronavirus)의 한 종류로 유전체 분석 결과 2002년과 2003년에 걸쳐서 30개국에서 약 8천여 명의 환자를 발생시켰던 중증급성호흡기증후군(Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS)가 속해 있는 베타코로나바이러스와 높은 유사성을 나타내며 코비드-19(COVID-19)라는 공식 명칭으로 불리고 있다.이번 코비드-19 대유행 이외에도 2015년 우리나라에서 큰 파장을 일으켰던 중동호흡기증후군(MERS), 2016년 브라질 올림픽개최와 맞물려서 전 세계적으로 대유행 공포를 일으킨 지카바이러스 (Zika virus), 그리고 2002년 10%대의 높은 치사율을 보이며 급속히 확산되어 나갔던 급성호흡기증후군(SARS) 등에 이르기까지 현대사회는 신종 감염병과의 끊임없는 전쟁의 연속이라고 말해도 과언이 아닐 것이다. 지금껏 알려진 바가 없었던 신종 바이러스의 등장은 세 가지 면에서 사람들 사이에 큰 공포감을 일으키는데, 첫 번째는 그 질병의 원인이 되는 병원체 정보를 모른다는 것이고, 두 번째는 그 질병이 언제 어떻게 나에게 옮겨올지 모른다는 것이며, 세 번째는 만에 하나 감염될경우에 회복될지 여부가 불투명하다는 점이다. 과거에도 흑사병이나 스페인 독감 등과 같이 전 세계적으로 수많은 사망자를 발생시킨 감염병 사례들이 존재한다.

중국의 최신 바이오 정책 및 투자 동향 조경매 한중과학기술협력센터 연구원 1. 서언 세계는 4차 산업혁명의 시대를 맞아 IT기술을 바탕으로 빠르게 AI 시대로 진입하고 있다. 하지만 머지않아 인간의 건강과 수명을 책임지게 될 바이오가 세계 경제를 좌우하는 시대가 도래 할 것은 의심의 여지가 없다. 바이오는 21세기에 들어 가장 혁신적이고 경제발전에 미치는 영향력이 큰 산업으로서 세계 주요국 간의 경쟁이 치열한 분야다. 중국은 전통적으로 바이오분야에서는 다양한 경험과 능력을 보유하고 있고, 넓은 국토를 이점으로 한 풍부한 생물다양성, 그리고 압도적인 인구를 배경으로 한 우수한 연구 인력과 유리한 임상여건을 갖추고 있다. 아울러 거대한 국내시장을 바탕으로 바이오산업 분야에서는 무궁무진한 발전 잠재력을 보유하고 있다.최근 중국은 바이오 발전을 위해 다양한 사업들을 역동적으로 진행하고 있다. 이에 본고에서는 중국의 바이오 육성정책과 산업동향을 살펴보고, 향후 전망을 제시하고자 한다. 2. 최신 정책 및 정부 투자 중국은 13차 5개년계획 기간('16~'20)부터 과기부 주도로 발전개혁위원회, 공업정보화부, 농업부 및 위생건강위원회 등 각 부문의 펀드를 통합한 “국가중점연구개발계획”('15)을 통해 바이오 분야의 지원을 체계적으로 확대하였다. 그리고 자연과학기금위원회와 중국과학원에서도 바이오 분야 자유탐색 및 선행연구를 일부 지원하고 있다. 이 외에도 “국가중대과기전문프로젝트”('06~'20)를 통해 “형질전환생물 신품종 육종” 등 전략적 제품 확보를 위한 연구개발을 집중적으로 지원해왔다.현재 중국의 대표적인 바이오정책은 과기부의 「13차 5개년계획 기간('16~'20) 바이오기술혁신 전문프로젝트계획('17.4)」과 국가발전개혁위원회의「13차 5개년계획 기간 바이오산업발전계획('17.1)」이다. 전자의 경우 선행 기술 분야에서 차세대 바이오검사기술, 차세대 유전자조작기술 및 합성생물학기술을 발전시키고, 융합기술 분야에서 뇌과학과 뇌모방기술, 미생물군유전체기술, 나노바이