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합성생물학

합성생물학은 생명현상의 매커니즘을 표준화ㆍ모듈화하고 새로운 기능의 바이오 부품ㆍ회로를 합성한 생명체 세포를 구축하여 산업적으로 활용하기 위한 혁신적 기술 분야입니다.

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개념

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합성생물학은 생명현상을 연구하는 분야 중 가장 근원적인 융합기술을 필요로 하는 영역으로 접근방법이나 데이터 해석 측면에서 BT에 기반한 IT, NT 등 고도의 융합기술이 뒷받침돼야 제대로 된 연구를 할 수 있다.


4차 산업혁명 시대에서는 방대한 양의 유전체 정보 데이터를 AI(인공지능), 빅데이터 분석, 로보틱스 등의 기술과 접목해야 엄청난 산업적·경제적 파급효과를 가져오는 미래 바이오 산업을 이끌 '혁신융합기술'로 자리매김할 것이다.


여기에서는 바이오인에서 담고 있는 합성생물학에 관련된 다양한 자료들을 종합적으로 살펴볼 수 있다




합성생물학
연구&정책





합성생물학 기술은 글로벌 메가트렌드이며 미래를 바꿀 10대 기술 MIT가 발행하는 기술관련 잡지 ‘테크놀로지 리뷰(Technology Review)’를



통해 발표하며, 전년도 기술발전 양상을 분석하고 파급효과가 클 것으로 예상되는 10대 유망기술(Emerging Technology)을 선정함





이미 기능이 밝혀진 유전자를 기계 부품처럼 갖다 써서 우리가 원하는 물질을 만들 수 있다. 수십 단계의 정교한 조절과 생체반응을 거쳐 희귀식물에서만 만들어지던



고가의 의약물질을 단시간에 생산할 수 있고,정밀한 생체감지 DNA를 제작해 극미량의 위해 물질이나 병원균을 감지할 수 있는 것은 바로 합성생물학 기술 덕분이다.





영국 과학성은 합성생물학이 바이오 기술 전반에 걸친 재편을 촉발하는 강력한 파괴력을 발휘할 것으로 내다 봤으며, 2016년 미국을 중심으로 한



전 세계 과학자 25명은 앞으로 10년 이내 인간 게놈을 모두 합성하겠다는 '인간 게놈 합성 프로젝트'를 발표하는 등 합성생물학에 지대한 관심을 표명했을 정도다.





최근 전세계 합성생물학 인프라의 협력 플랫폼인 글로벌 바이오파 운드리 연합(GBA, Global Biofoundries Alliance)이 결성됨에 따라 국가 간



바이오 파운드리 협업이 강화될 것으로 전망








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시장 동향






글로벌 합성생물학 시장은 2017년 35억달러(약 3.9조원)에서 연평균 19.7%로 성장하여 2023년 105억달러(약 11.7조원) 규모로 확대될 전망이고,



합성생물학 시장은 유전체, 첨단소재, 컴퓨터 과학, 응용 화학 분야의 획기적인 혁신출현으로 성장이 주도될 것으로 기대된다.





합성생물학 시장은 북아메리카(주로 미국)과 유럽에서 높은 점유율을 보이고 있으나 아시아-태평양 지역의 신흥 국가로 지속적으로 확대되고 있고



특히, 중국은 합성생물학 분야에서 정부 예산 및 관련 프로그램이 증가함에 따라 2023년까지 가장 높은 성장률로 성장할 것을 전망한다.





DNA 시퀀싱 분석 및 합성 비용의 현저한 감소와 CRISPR-Cas9 등과 같은 게놈 편집을 위한 정교한 도구의 출현은 합성생물학 시장의 성장을 견인하며



생명체(유전자) 조작에 대한 엄격한 규제와 윤리적인 논쟁은 합성생물학 시장의 저해요인으로 작용하고 있다.





내용 출처






[BioINdustry No.130] 글로벌 합성생물학 시장 현황 및 전망, 생명공학정책연구센터 2018.10





합성생물학과 생물다양성협약(CBD), 한국바이오안전성정보센터 2020.07





합성생물학의 발전과 바이오안보 정책방향, 한국과학기술평가원 2018.12






지식

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  • BioINpro[합성생물학 동향] 합성생물학 분야 기술경쟁력 및 정부 R&D 투자현황 분석

         합성생물학 분야 기술경쟁력 및  정부 R&D 투자현황 분석 첨단바이오 국가기술전략센터   저자 : 한국생명공학연구원 첨단바이오 국가기술전략센터 김경남, 이휘섭 ◈ 목차 I.분석 개요 II.분석 결과 1.논문 기반 경쟁력 진단 2.특허 기반 경쟁력 진단 3.NTIS 과제 기반 정부R&D 투자 현황 III.분석 결과 요약 및 시사점 1.분석 결과 요약 2.정부 R&D 투자·육성 방향 시사점   ◈본문 I.개요 ◆︎ 분석 목적 ○ 합성생물학 분야 우리나라의 기술경쟁력 진단 및 정부 R&D투자 현황을 확인하여 향후 정부 R&D 투자전략을 위한 시사점 제공   ◆︎ 분석 유형별 분석 방법 및 내용 ○ (기술경쟁력) 논문/특허 기반 우리나라의 선도국 대비 경쟁력 진단 ○ (정부R&D투자) NTIS 과제 데이터를 중심으로 기투자 현황 분석 구분 분석 목적 분석 범위 분석내용 세부 내용 방법(일정) 논문 (연구) 논문 기반 한국 경쟁력 진단 합성생물학 전반 논문 현황 합성생물학 논문 추이

    김경남, 이휘섭/한국생명공학연구원 첨단바이오 국가기술전략센터

    2025-09-10

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  • BioINwatchLong-DNA 합성기술: 합성생물학 혁신의 핵심 동력

       Long-DNA 합성기술: 합성생물학 혁신의 핵심 동력 BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 25-57       ◇ 단일합성생물학에 대한 트렌드가 빠르게 발전하고 있는 상황에서 향후 DNA 합성기술은 합성생물학 역량에 있어 중요한 요소가 될 것으로 전망. 최근 Nature에서는 효소 기반 기술과 기존 화학적 방법을 개선한 기술로 더 접근하기 쉬운 DNA 합성 솔루션에 관한 소개 ▸주요 출처 : Nature, Made-to-order DNA goes big: new tech doubles size of custom genetic sequences, 2025.7.22 ◆︎ 합성생물학에 대한 트렌드가 빠르게 발전하고 있는 상황에서 향후 DNA 합성기술은 합성생물학 역량에 있어 중요한 요소가 될 것으로 전망 ○ 합성생물학은 오염물질 정화를 위한 맞춤형 박테리아 개발부터 맞춤형 유전자 치료제 개발까지 다양한 과제를 해결할 수 있는 잠재력을 보유 - 실험실 수준을 벗어

    2025-09-01

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  • BioINpro[LMO 규제 동향] 신기술(합성생물학, 유전자편집기술) 발전에 따른 LMO 규제 동향

      신기술(합성생물학, 유전자편집기술) 발전에 따른 LMO 규제 동향 LMO 규제 동향 한국생명공학연구원 바이오평가센터 선임연구원   이주석 ◈ 목차 1. 개요 2. LMO의 정의와 범위 3. 바이오신기술의 정의와 범위 4. LMO승인 현황 5. 합성생물학 산물의 사례별 규제 논의 동향 6. 정책 제언 ◈본문 1. 개요 가. LMO의 상업화를 위한 규제  ① 개발된 유전자변형생물체(LMO)는 상업화를 위하여 반드시 국가별 국제적 법령 또는 규정에 따라 승인 절차를 거쳐야 하며, 적정한 규제 없이는 사회적 신뢰, 시장 진입, 국제 거래 등 전 분야에서 사업화가 불가능 함  ② LMO의 국가 간 이동 시 발생 가능한 위험 및 환경과 인체에 미치는 위해를 방지하는 것을 주요 내용으로 하는 생물다양성협약(CBD; Covention of Biological Diversity)의 부속 의정서인 카르타헤나의정서(Cartagena Protocol on Biosafety to the Conventi

    이주석/한국생명공학연구원 바이오평가센터

    2025-08-20

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  • BioINglobal합성생물학의 미래: 정책 과제와 혁신 기회

      합성생물학의 미래: 정책 과제와 혁신 기회   김민주 (국가생명공학정책연구센터)   출처 : OECD Science, Technology and Industry Working Papers, 24 February 2025 https://www.oecd.org/en/publications/synthetic-biology-in-focus_3e6510cf-en.html 【요약】   ○ [합성생물학 정의와 현황] - 합성생물학은 생명 시스템을 설계·재설계·제조·변형하는 과학, 기술, 공학이 융합된 분야로,  유전자 편집, AI, 자동화 등과의 융합을 통해 빠르게 발전 - 건강, 식량, 환경, 산업 등 다양한 분야에서 혁신적 변화를 이끌고 있으며, 각국은 바이오경제 전략 강화 추세   ○ [주요 응용 및 기대효과] - (인간 건강) 맞춤형 유전자 및 세포치료, 신속한 백신 개발, 진단 혁신 - (식량안보 및 토양 복원) 고영양 작물, 미생물 비료, 지속가능한 농업 - (순환경제 및 탄소 감

    2025-08-11

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  • BioINpro[합성생물학 동향] 합성생물학을 활용한 항생제 개발 연구 동향

      합성생물학을 활용한 항생제 개발 연구 동향 합성생물학 동향 고려대학교 화공생명공학과 양동수 교수   남지우, 김유식 ◈ 목차 1. 서론 2. 새로운 항생제 발견을 위한 전략 3. 잠재적 생합성 유전자군(Cryptic BGCs) 활성화를 통한 새로운 항생제 발견 4. 항생제 생산량 증진 전략 5. 항생제의 다양화 6. Conclusion ◈본문 1. 서론  항생제의 오남용은 병원균의 빠른 진화를 촉진시켜 다제내성균(MDR pathogen)의 등장을 초래하였다. 2019년에는 전 세계적으로 약 500만 명이 항생제 내성균으로 인해 사망한 것으로 보고되었으며, 이는 새로운 항생제 개발의 시급성을 부각시키고 있다[1]. 그러나 병원균의 빠른 진화 속도에 비해 항생제의 개발 속도가 미처 따라가지 못하고 있으며, 이에 따라 제약회사의 연구개발(R&D) 투자도 점차 감소하고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 신속한 항생제 발굴, 개발, 생산을 위한 연구는 필수적이며 현재 활발히 진행되고 있다.

    양동수, 남지우, 김유식/고려대학교 화공생명공학과

    2025-07-21

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  • BioINpro[합성생물학 동향] 장기적 관점에서 본 합성생물학 성장 전략과 정책적 고려사항

      장기적 관점에서 본 합성생물학 성장 전략과 정책적 고려사항 합성생물학 동향 과학기술정책연구원(STEPI) 혁신성장실   연구위원 정일영 ◈ 목차 1. 서론 2. 합성생물학 기술기반 확대 및 융합 생태계 강화 3. 장기적 관점에 기반을 둔 정책 설계 4. 지속 가능하고 유연한 재정 지원 및 인재 육성 5. 결론 및 시사점 ◈본문 1. 서론 한국은 세계 최초로 ‘합성생물학 육성법’을 도입하였다. 합성생물학은 생명체의 구성 요소와 시스템을 공학적 방법으로 설계·제작·활용하는 생명공학의 한 분야이다. 즉, 바이오기술을 통해 경제적·사회적 문제를 해결하는 것을 목적으로, 생명체의 기능적 소프트웨어인 DNA 부품을 조합하여 논리적 회로를 설계하고, 이를 바탕으로 새로운 생명 시스템을 공학적으로 제작·합성하거나 기존 생명체를 재설계하여 활용하는 기술 및 학문이다.   [그림 1] 합성생물학 주요 제품 출처 : 정일영 외(2023), 합성생물학 산업생태계 형성과 기술 거버넌스 연구 합성생물학은

    정일영/과학기술정책연구원 혁신성장실

    2025-07-15

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  • BioINpro [국가 바이오 경쟁력] 국가 바이오 경쟁력 평가: 합성생물학(과학기술)과 바이오파운드리(인프라)를 중심으로

      국가 바이오 경쟁력 평가: 합성생물학(과학기술)과 바이오파운드리(인프라)를 중심으로 [국가 바이오 경쟁력]       조원선 / 과학기술정책연구원(STEPI) 혁신성장실 부연구위원    ◈ 목차 1.서론 2.주요국 합성생물학 산업생태계 현황 3.글로벌 합성생물학 기술 경쟁력 분석 4.합성생물학 경쟁력의 정성적 평가: 바이오파운드리 역량을 중심으로 5.결론 및 시사점  ◈ 본문 1.서론 바이오 산업은 인공지능(AI)기반 디지털 전환과 맞물려 ‘첨단’ 바이오 산업으로서 새로운 혁신 성장동력으로 자리매김하고 있다. 바이오 산업은 다른 산업과 구분되는 특유의 산업적 특성을 지니는데, 연구개발(research & development, R&D) 전 과정에서 관련 제품이나 서비스가 파생·발전하여 높은 부가가치를 창출한다는 점에서 성장 잠재력이 큰 분야로 주목받는다(곽노성,2022). 또한 COVID-19과 같은 팬데믹 상황과 국가 간 전략경쟁 심화에 따라 바이오 산업이 국가안보와 직결되는 

    조원선/과학기술정책연구원(STEPI) 혁신성장실 부연구위원

    2025-04-14

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  • BioINpro[바이오 융합 소재·제조] 미생물-전극 간 전자 흐름의 재설계: 합성생물학과 바이오인터페이스 기술의 융합

      미생물-전극 간 전자 흐름의 재설계: 합성생물학과 바이오인터페이스 기술의 융합 [바이오 융합 소재·제조]       이혜령 / University of Cambridge, 박사 후 연구원   ◈ 목차 1.서론 2.합성생물학 기반 EET(외부 전자전달) 제어를 위한 유전자 회로 설계 전략 3.미생물-전극 인터페이스 엔지니어링 4.향후 과제와 연구개발 방향  ◈본문 1. 서론 생물학적 에너지 생성 시스템, 특히 미생물 연료전지(Microbial Fuel Cell, MFC) 및 생물태양전지(Biophotovoltaic, BPV)와 같은 시스템의 성능을 결정짓는 핵심 요소는 생물체 내부의 환원력의 확보와 생물체 내 생성된 전자를 외부 전극으로 얼마나 효율적으로 전달할 수 있는가에 있다. 이에 따라, 환원력 제공자(donor)에 해당하는 생분자의 합성 유도와 미생물의 외부 전자전달(extracellular electron transfer, EET) 능력을 인위적으로 향상시키기 위한 연구가

    이혜령/University of Cambridge, 박사 후 연구원

    2025-03-31

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발간

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  • 썸네일 이미지 이슈 보고서2024 합성생물학 이슈페이퍼

        2024 합성생물학 이슈페이퍼 Synbio Monthly Information 2024-1 1. 합성생물학 월간동향 (’24.1월) 01 언론 모니터링 1) 과기정통부, 2024년도 바이오 원천기술개발에 5,412억 원 투자 ◉︎ 과기정통부, 2024년도 바이오·의료기술개발사업 시행계획 확정 및 추진('24.1.15) ■바이오 분야 미래유망기술을 확보하고, 바이오+디지털 융합을 통한 바이오 혁신 생대계 조성을 위해 '23년 5,594억 원 대비 173억 원(약 3%)이 감소한 5,421억 원 규모의 예산 편성 ※ 과기정통부 전체 예산은 전년도 총 R&D 예산 규모인 6조6천726억 원에 비해 약 12% 감소한 5조9천161억 원 규모로 확인(과학기술분야 연구개발 예산 4조 6,909억 원, ICT분야 1조 1,668억 원 규모) ■첨단바이오 등 전략 기술 확보를 위한 R&D 투자를 강화하기 위해, 합성생물학, 유전자 편집 등에 신규사업 47H에 대해 219억 원을 편성해 기술

    국가생명공학정책연구센터

    2024-12-09

  • 썸네일 이미지 이슈 보고서2023 합성생물학 이슈페이퍼

        2023 합성생물학 이슈페이퍼 Synbio Monthly Information 2023-1 1. 합성생물학 월간동향 (’23.1월) 01 언론 모니터링 1) 과기정통부, 2023년 바이오 원천기술 개발에 약 5,600억 투자 확정 - 합성생물학 분야에 760억 투입 ◉︎ 정부는 올해 첨단 뇌과학, 합성생물학, 마이크로바이옴, 유전체 등 미래 유망한 바이오 원천기술 개발에 5,594억 원을 투자한다고 밝힘 - 핵심산업육성(1,689억 원), 미래유망기술확보(1,225억 원), 국민건강증진(1,394억 원), 연구·활용 생태계 구축(1,285억 원) 등을 사업 축으로 진행 - 더불어, 바이오산업 육성을 위해 신약, 의료기기, 재생의료기술 개발을 지원하고, 국산 신약 개발에 총 571억 원을 투입해 인공지능을 활용한 플랫폼 고도화 및 구축 등 혁신 기술 개발을 위한 지원을 계획 - 의료기기(656억 원)와 재생의료(462억 원)을 투자해 재생의료를 대비하기 위한 줄기세포 데이터(A

    국가생명공학정책연구센터

    2023-12-14

  • 썸네일 이미지 이슈 보고서2022 합성생물학 이슈페이퍼

        2022 합성생물학 이슈페이퍼   1.합성생물학 월간동향 ('22.1월) 01.언론 모니터링 1)Forbes 세상을 변화시킬 10대 기술 트렌드 소개 ● 4차 산업혁명 이후 기술 간 융합과 상호작용의 중요성을 강조되며, 세상을 변화시킬 10가지 주요기술 동향소개 ● 유전자 편집 및 합성생물학을 10대 주요 기술 중 하나로 선정  - 유전자 편집은 질병과의 싸움에서 획기적인 도약을 가져올 것이며, 합성생물학을 통해 제품 생산 방식의 변화가 초래할 것으로 예상 - 합성생물학은 긴 DNA 가닥을 엮어 유기체에 삽입하는 작업으로 이러한 유기체는 완전히 새로운 능력을 선사할 것으로 전망 ● 새로운 기술 트렌드가 결합되어 우리의 삶에 엄청난 변화를 가져오는 지속적이고 빠른 진화의 시대에 진입했으며, 지속적인 변화가 미래의 길임을 인지해야 함 출처 : Forbes, 2022.1.5 2)백신개발 및 제조 가속화를 위한 디지털 트윈 ● GSK, Atos·Siemes와 협력하여 백신 개발 및

    국가생명공학정책연구센터

    2023-03-24

  • 썸네일 이미지 이슈 보고서2020 바이오미래유망기술의 이야기 - 제9화 “무세포 합성생물학”편

      [바이오로 열어가는 2040 미래사회 - “무세포 합성생물학” 편]   제9화  “그들이 만들어온 미래”    생명공학정책연구센터에서 지난 2월에 발표한  '2020 바이오 미래유망기술(클릭)'에 대해서 10화의 소설을 연재하고자 합니다.   바이오가 열어가는 행복하고 희망찬 미래상 제시를 통해 바이오 미래유망기술을 공감하고 이해하는 데에 도움이 되기를 기대합니다.   2040년 겨울. 유엔 총회에서 ‘썩지 않는 플라스틱’의 사용을 완전히 금지하는 결의안이 3년의 유예기간을 조건으로 통과되었다. 플라스틱을 생산하고 사용할 수는 있지만, 앞으로는 유엔 회원국이라면 반드시 ‘썩는 플라스틱’만 사용해야 한다는 국제규약이 통과된 것이다.      플라스틱 쓰레기 문제는 2000년대 초반부터 사회문제로 꼽혀왔지만, 발전된 생명과학기술이 조금씩 해결책을 제시하고 있었다. 플라스틱을 분해하는 인공미생물도 개발돼 쓰레기 처리장 등에서 쓰이고 있었지만, 아무래도 미생물 분해 공정으로 대규모의 플

    생명공학정책연구센터

    2021-01-28

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    • ntis유전체 설계 기반 합성생물학 플랫폼 기술 구축 및 활용
    • ntis고부가 의약물질 생산을 위한 방선균 시스템 및 합성생물학 원천기술 개발
    • ntis생물학적 금속 나노물질 합성기술을 이용한 바이오수소 생산 극대화 핵심기술개발
    • ntis합성생물학과 초고해상도 염색질 3차구조 트레이싱 기술을 이용한 정량적 후성유전조절 메커니즘 연구
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    • ntis합성생물학 및 면역공학 기반 세포치료제 생산·전달·기능 제어 시스템 개발
    • ntis합성생물학 기반 콜라겐 과발현 유도형 세포배양가죽 제조 원천기술 개발
    • ntis농업 합성생물학 혁신 인력 양성사업단
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    • ntis중금속 바이오센서의 개발을 위한 Bacillus oceanisediminis 2691 유전체에서 합성생물학 파트 발굴
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    • ntisFADS6 유전변이체가 지방산 합성에 미치는 영향
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