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마이크로바이옴

마이크로바이오타(microbiota)와 게놈(genome)이 합쳐서 만들어진 합성어로 인간, 동·식물, 토양, 바다, 호수, 암벽, 대기 등 모든 환경에서 서식하거나 공존하는 미생물과 그 유전정보 전체를 포함하는 미생물군집을 의미합니다.

마이크로바이옴

개념

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최근에는 다양한 환경에서의 미생물군집을 말하기도 하며, 식물, 동물, 환경, 인체, 장내, 피부 마이크로바이옴 등 다양한 마이크로바이옴에 대한 연구들이 보고되며, 인체마이크로바이옴에 대한 연구가 가장 많이 진행되고 있으며, 인체마이크로바이옴 중에서도 장내마이크로바이옴에 대한 연구가 가장 활발히 진행 중이다.

바이오인(BioIN)에서는 마이크로바이옴에 관련된 다양한 자료들을 종합적으로 살펴볼 수 있다.



마이크로바이옴
연구동향






미생물이 지구 온난화와 지구 탄소순환에서 큰 역할을 한다는 것은 이미 인지된 사실이며, 농업, 식품, 치료제, 진단, 화장품, 수의학까지 산업 전반에 영향을 주는 것으로 파악된다.





최근 인체와 마이크로바이옴 사이의 연관성을 밝히는 데에 시·공간에 걸쳐 미생물을 조사할 수 있는 기술(유전체, 대사체 분석 및 AI 접근방법 결합 등)이 발전함에 따라 '미지의 신세계를 탐험할 수 있는 기회'를 포착할 수 있다.





향후 미생물과 마이크로바이옴에 대해 급증하는 지식을 기반으로 미지의 세계를 탐험하는 데 필요한 다양한 도구(tool) 개발이 중요해질 것으로 전망된다.









마이크로바이옴
정책투자동향





글로벌 과학기술 강국인 미국, 유럽 등에서는 휴먼 마이크로바이옴의 중요성을 약 10년 전부터 인지하고 막대한 자금과 연구 인력을 투입하여 범국가적인 대규모 프로젝트를 진행하고 있다.





미국은 2007년부터 10년간 미국국립보건원(NIH, National Institutes of Health) 주관으로 인간 마이크로바이옴 프로젝트(HMP, Human Microbiome Project)를 10억 달러 이상의 연구비가 투입, 전 세계적으로 가장 큰 투자 금액으로 프로젝트는 1기(HMP1)과 2기(HMP2)로 구성된다.





캐나다 보건연구원(CIHR, Canadian Institutes of Health Research)은 일찌감치 2008년에 총 50만 달러를 마이크로바이옴에 투자했다. 이후 각 프로젝트는 매년 최대 10만 달러까지 지원 받도록 하여 총 12개 프로젝트가 진행되었다.





유럽은 2008년 전 세계 과학 커뮤니티에서 데이터 공유를 위한 국제 인간마이크로바이옴 컨소시엄(IHMC, International Human Microbiome Consortium) 발족했다.






- 2008년부터 2012년까지 유럽 중심으로 인간 장내 메타게놈 프로젝트(MetaHIT)진행되었고, 본 프로젝트에는 2,100만 유로의 예산이 들어갔으며, 8개국(네덜란드, 독일, 덴마크, 이탈리아, 영국, 스페인, 중국,프랑스)의 14개 정부 및 기업 연구소와 50명 이상의 연구 책임자가 참여하였다.




마이크로바이옴
시장동향



글로벌 마이크로바이옴 시장은 2019년 811억 달러에서 2023년까지 5년간 연평균 7.6% 성장하여 1,086.8억 달러(약 130조 원)가 될 것으로 전망된다.





마이크로바이옴 시장은 주요 기술, 활용 산업 등으로 구분이 가능하며 마이크로바이옴의 시장 내 주요 기술에는 프로바이오틱스(Probiotics), 프리바이오틱스(Prebiotics), 표적 항균제(Targeted Antimicorbials)가 있다.






- 프로바이오틱스는 쉽게 말해 유익균으로 대표적으로 락토바실러스균, 비피더스균, 엔터로콕쿠스균 구분하며 2019년 125.7억 달러에서 2023년 192.7억 달러까지 연평균 11.3% 증가할 것으로 전망한다.







미생물 및
마이크로바이옴의
영향력










미생물이 지구 온난환와 지구 탄소순환에서 큰 역할을 한다는 것은 이미 인지된 사실이며, 농헙, 식품, 치료제, 진단, 화장품, 수의학까지 산업 전반에 영향을



주며, 최근 인체와 마이크로바이옴 사이의 연관성을 밝히는 데에 시·공간에 걸쳐 미생물을 조사할 수 있는 기술(유전체, 대사체 분석 및 AI 접근방법 결합 등)이 발전하고 있다.



내용 출처









생명공학정책연구센터, [BioINwatch 20-87] 미생물과 마이크로바이옴 연구의 미래, 2020.12





삼정 KPMG, 마이크로바이옴이 몰고 올 혁명, 2020.01





생명공학정책연구센터, OECD BIO POLICY REVIEW – 마이크로바이옴, 2019.03




지식

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        마이크로바이옴 기반 장 면역 조절 연구 동향 [KRIBB 워킹그룹] ◈ 목차 1. 개요 2. 주요 동향 및 이슈 2.1 장 마이크로바이옴과 면역 체계 2.2 마이크로바이옴 기반 장 면역 관련 질환 연구 동향 3. 결론 및 시사점 ◈본문 1. 개요 ■︎ 마이크로바이옴의 활용 ◦︎ 마이크로바이옴이란? - 마이크로바이옴은 특정 환경에 존재하는 모든 미생물 집단(Microbiota)의 유전체(Genome)를 의미하며, 휴먼 마이크로바이옴은 사람 피부나 소화기관 등 인체에 공생하는 미생물 군집을 뜻함 - 인간 유전체 프로젝트(hman gnome poject, HGP)를 통해 인간이 약 2만개의 단백질 암호화 유전자를 보유하며 이는 초파리와 크게 다르지 않았기에, 이후 체 내외 미생물 군집에 대한 인간 마이크로바이옴 프로젝트(hman microbiome project)가 본격적으로 시작되었음(그림 1) - 한 사람의 몸에 공생하는 미생물의 수는 약 60~100조로 알려져 있으며, 이는

    강혜지 외 13인/한국생명공학연구원 마이크로바이옴융합연구센터

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       2024 바이오 미래유망기술(상) 마이크로바이옴 표적 항암백신 전략 용석범 / 한국생명공학연구원 전임연구원 ◈ 목차 1. 마이크로바이옴과 암 2. 저변이 암이란?  3. 마이크로바이옴 표적 항암 백신의 개요   가. 면역항암 치료 전략 & 암백신   나. 마이크로바이옴 표적 항암 백신 4. 마이크로바이옴 표적 항암 백신 개발 전략   가. 항원 발굴   나. 항원 전달 기술 및 mRNA/지질나노입자 시스템   다. mRNA 기반 암 백신 연구 동향 및 시장 점유 가능성 분석, 차별화    ◈본문 1. 마이크로바이옴과 암 마이크로바이옴(Microbiome)은 숙주 개체 내 살아가고 있는 바이러스, 박테리아 등의 군집으로, 대사(Metabolism)와 면역(Immune system)을 비롯한 숙주의 다양한 부분에서 역할을 한다[1]. 대표적으로 장내 미생물 군집(Gut microbiome)은 식이 섬유를 비롯한 다양한 음식물의 분해에 직접적으로 참여, 그 대사물을 통해 숙주에 영향

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    2024-05-13

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    [KRIBB 워킹그룹] 마이크로바이옴-암 연구동향 2023년도 KRIBB 워킹그룹이슈페이퍼 제 15호   ◈ 목차 1.개요 2.주요 동향 및 이슈 2.1.마이크로바이옴과 암 2.2.마이크로바이옴과 항암제 반응성 2.3.마이크로바이옴 치료제 개발현황 3.결론 및 시사점 ◈본문 1. 개요 □︎ 마이크로바이옴 기반 치료제 개발 ○마이크로바이옴과 질병의 상관관계 -︎마이크로바이옴(Microbiome)은 미생물군집(Microbiota)과 유전체(Genome)의 합성어로 인체 내 공생하는 모든 미생물 군집 또는 군집의 유전정보 전체를 의미함 -︎인체에는 약 10-100조개의 박테리아(세균), 곰팡이, 원생동물 등의 미생물들이 분포함. 인체 마이크로바이옴 70-95%는 장을 포함한 소화관에 밀집되어 있으며, 호흡기, 비뇨생식관, 피부 등에도 분포함. 마이크로바이옴은 체중의 1-3%를 차지하지만, 미생물의 많은 숫자와 다양한 기능에 의해 마이크로바이옴은‘제2의 장기’ 또는 ‘제2의 유전체’로 불림

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    2024-02-01

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  • BioINwatch공간 전사체(Spatial transcriptomics) 분석으로 숙주-마이크로바이옴의 상호작용 규명

        공간 전사체(Spatial transcriptomics) 분석으로 숙주-마이크로바이옴의 상호작용 규명 BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 23-81 ◇ 공간 전사체(Spatial transcriptomics) 분석기술을 이용하여 숙주와 마이크로 바이옴 간의 상호작용을 규명할 수 있는 연구전략이 제시. 공간 전사체학을 활용하여 in situ에서 숙주-마이크로바이옴의 상호작용체(interactomes)를 분석할 수 있는 이러한 연구전략은 마이크로바이옴 연구에 새로운 접근방안과 관점을 제시할 것으로 전망 ▸주요 출처 : Nature Biotechnology, Spatial methods for microbiome-host interactions, 2023.11.20; Nature Biotechnology, Spatial metatranscriptomics resolves host-bacteria-fungi interactomes, 2023.11.20; Natur

    2023-11-28

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  • BioINpro[2023 바이오 미래유망기술(하)] 토양 마이크로바이옴 연구 개발동향 및 전망

     [2023 바이오 미래유망기술(하)] 토양 마이크로바이옴 연구 개발동향 및 전망 홍수린 / 차의과학대학교 생명과학부 교수   ◈ 목차 1. 개요 2. 연구개발 동향 및 전망 가. 해외 연구 동향 나. 국내 연구 동향 3. 결론 및 시사점   ◈본문 1. 개요   마이크로바이옴(microbiome)은 미생물 군집(microbiota)과 유전체(genome)의 합성어로 인간, 동물, 식물, 토양, 바다, 대기 등에 공존하는 박테리아, 바이러스, 곰팡이 등의 미생물 군집과 유전체를 의미한다. 인체 생물학적 관점에서 마이크로바이옴은 피부, 호흡기, 생식기, 위장관 등 우리 몸의 다양한 부위에 서식하며 개인적인 특징을 가지고 건강상태에 중요한 영향을 미친다고 알려지면서 개인 맞춤형 치료법 개발과 같은 관련 연구가 빠르게 성장하였다.   [그림 1] NIH 휴먼 마이크로바이옴 프로젝트(Human Microbiome Project) 단계 출처 : The Integrative HMP(iHMP)

    홍수린/차의과대학교 생명과학부 교수

    2023-06-01

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  • BioINpro[KRIBB 워킹그룹] 장마이크로바이옴 기반 뇌신경질환 기전 및 제어 연구동향

      장마이크로바이옴 기반 뇌신경질환 기전 및 제어 연구동향 2022년도 KRIBB 워킹그룹 이슈페이퍼 제8호 저자 : 한국생명공학연구원 마이크로바이옴융합연구센터 이정수 외 14인 1 개요 ▉︎ 마이크로바이옴 기반 치료제 개발 ● 마이크로바이옴 정의 - 마이크로바이옴은 특정 개체 또는 환경이 지니는 박테리아(세균), 바이러스, 곰팡이균, 기생충 등을 포함하는 미생물 생태계의 총합을 통칭하며, 그 중 현재 박테리아의 기능 연구가 가장 활발히 이루어지고 있음[그림 1] - 인간 마이크로바이옴의 경우, 장(intestine), 피부(skin), 기도(trachea) 등 외부환경에 노출된 부위에 다양하게 존재하지만 가장 많이 위치하는 것으로 알려져 있는 장 마이크로바이옴 (gut microbiome)에 대한 연구가 대부분을 차지하는 가운데, 타 조직에서의 마이크로바이옴 기능에 대한 관심이 점차 증대하는 상황임[그림 1] ● 마이크로바이옴 기반 치료제 종류(Sorba and Pamer,(202

    이정수 외 14인/한국생명공학연구원 마이크로바이옴융합연구센터

    2023-01-30

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  • BioINdustry마이크로바이옴 R&D 및 산업화를 위한 전략

    [BiolNdustry No.174] 마이크로바이옴 R&D 및 산업화를 위한 전략     생명공학정책연구센터 연구원 이지현 ※ 본 보고서는 프로스트앤드설리번에서 발간한 보고서 ‘Technology Enablers Facilitating Microbiome Adoption in Research and Development(2021.12)' 등을 참고하여 국가생명공학정책연구센터에서 재구성한 것임    [ 목차 ] 1. 개요    2. 마이크로바이옴 글로벌 시장 현황    3. 주요 구현기술과 혁신사례     1) 디지털 기술    2) 합성생물학    3) 배양기술 4. 마이크로바이옴 연구를 위한 투자    1) 이니셔티브 및 프로젝트    2) 정책자금 지원을 통한 연구강화    3) 향후 투자 동향 5. 성장기회    1) 고급 데이터 분석을 위한 도구의 개발    2) 발전된 마이크로바이옴 연구를 위한 신규한 소재와 표준화    3) 재설계된 균주의 대량 생산을 가속화하는 합성생물

    2022-10-26

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  • BioINpro환경오염 물질 분해 마이크로바이옴 연구개발 동향 및 전망

      환경오염 물질 분해 마이크로바이옴 연구개발 동향 및 전망   한국생명공학연구원 합성생물학전문연구단 성봉현  1. 개요 가. 환경오염 문제에 대한 심각성 증대 한국환경연구원이 실시한 2020년 국민환경의식조사에 따르면, 우리나라 국민은 ‘쓰레기/폐기물 처리 문제’, ‘과대포장에 따른 쓰레기 발생’을 우리나라가 직면한 대표적 환경문제로 인식했다(그림 1). 미세플라스틱의 심각성과 코로나19로 인한 일회용품 사용증가에서 비롯한 폐기물 이슈가 영향을 미친 것으로 추정된다. 유럽연합의 설문조사에서도 쓰레기/폐기물 문제는 기후변화, 대기오염과 함께 심각한 사회문제로 인식되고 있다(1). 2021년 말 Science지에서는, 2022년 주목해야할 과학기술 헤드라인의 하나로 ‘UN의 오염문제 논의’를 선정하였다(2)., 2022년 3월 전세계 175개국 협상 대표는 케냐 나이로비에서 열린 제5차 UNEA(the United Nations Environment Assembly)에서 2024년 말

    성봉현/한국생명공학연구원 합성생물학전문연구단

    2022-06-30

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발간

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  • 썸네일 이미지 정책/기획보고서OECD BIO POLICY REVIEW - 마이크로바이옴

      OECD Bio Policy Review No.2 마이크로바이옴, 식습관 그리고 건강: 과학과 혁신 현안에 대하여 (The Microbiome, Diet and Health: Towards a science and innovation agenda)   ◆ (개요) OECD는 해당 보고서를 통해 인간의 건강 증진에 커다란 잠재력을 지닌 마이크로바이옴 분야 최신 동향을 요약하고, 혁신에 대한 장애요인을 분석하여 정책과제를 제안함    □ (마이크로바이옴) 식습관, 영양, 마이크로바이옴 간의 상호작용 이해는인류의 건강 증진 및 사회‧경제에 기여가 가능할 것으로 기대 ※ 마이크로바이옴은 인체 내 혹은 인체 상에 살고 있는 모든 종류의 미생물과 이들의 유전체 전체를 말하며, 연구계에서는 장내 마이크로바이옴을 다양한 신체적, 정신적 질환의 결정 요인으로 추측   ㅇ 최근 진행된 다양한 연구 프로젝트를 통해 식습관-마이크로바이옴-건강 상관관계에 대한 과학적 지식이 축적- 건강한 정상인, 장

    생명공학정책연구센터

    2019-03-22

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국가

기업명

파이프라인

적응증

개발 단계

호주

BiomeBank

Biomictra Gaecal Microbiota

CDI

호주식약처 승인

스위스

Ferring Pharmaceuticals

Rebyota(RBX 2660)

CDI

FDA 승인

미국

Seres Therapeutics

SER-109

CDI

FDA 승인

SER-155

이식편대숙주병

임상1

SER-287, SER-301

궤양성대장염

임상1/2

프랑스

Enterome

E02401

순환성 교아 세포종, 부신종양

임상2

E02463

B-세포 림프종

임상2

E04010

대장암

전임상

EB1010

궤양성 대장염, 음식알러지

전임상

TAK018(Sibofimloc)

크론병

임상2

영국

4Dpharma

MRx0518

고형암

임상1

MRx-4DP004

천식

임상1

Blautix

과민성 대장 증후군

임상2

Thetanix

크론병

임상2

미국

Evelo Bioscience

EDP-1815

건선

임상2

EDP-1867

아토피 피부염

임상1

EDP-2939, EDP-1908

염증 질환 및 암

전임상

미국

Synlogic

SYNB1618,SYNB1934

페닐케튼뇨증

임상2

SYNB1891

고형암

임상1

SYNB8802

장성수산과잉뇨증

임상1

미국

Second Genome

BX001

여드름

임상2

BX003

염증성장질환. 원발경화 쓸개관염

임상1

BX004,BX005

낭포성 섬유증. 아토피 피부염

전임상

국내

지놈앤컴퍼니

GEN-001

고형암. 위암, 담도암

임상2

SB-121

자폐증, 신생아괴사성장염

전임상

GEN-004,GEN-501

난임. 항암발진 아토피피부염

전임상

고바이오랩

KBLP-001

건선

임상2

KBLP-007

염증성 장 질환

임상2

KBLP-002

천식

임상2

CJ 바이오사이언스

CLCC1

간암. 대장암

전임상

지아이바이옴

GB-X01

, 중추신경계질환

전임상

GM-M01

대사성 질환

전임상

GM-G01

염증성 장 질환

전임상



국내외 제약사들의 마이크로바이옴 기반 치료제 개발

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