바이오파운드리, 합성 생물학 핵심… "국가 혁신 전략 추진돼야"

한국바이오협회 바이오파운드리 관련 국제연합·글로벌 구축 동향 등 공유
국가 인프라 기능 수행으로 바이오제조 산업 성장 가속화 기여 등 전망

허** 기자 (sk***@medi****.com)2022-09-01 11:55


[메디파나뉴스 = 허성규 기자] 합성생물학과 로봇·AI를 결합시켜 새로운 바이오시스템 제작 등을 지원하는 바이오파운드리 모델 구축을 위해 국가 혁신 전략 차원의 추진이 이뤄져야한다는 지적이 나왔다.

이는 바이오파운드리가 합성생물학 R&D를 더욱 진전시킬 국가 인프라의 기능을 수행하는 한편 이를 통해 바이오제조 산업 성장의 가속화에 기여할 것이라는 기대감이 반영된 것이다.

1일 한국바이오협회 바이오경제연구센터는 '합성생물학의 핵심 허브 : 바이오파운드리'를 통해 바이오파운드리 정의, 국제연합, 구축동향 등을 공유했다.

해당 보고서 등에 따르면 최근 인공지능과 데이터, 로봇 등 첨단 디지털 기술과 융합된 바이오기술의 패러다임이 급속히 변하고 있는 상황에서 생명과학에 공학적 개념을 도입한 합성생물학 기술이 주목을 받고 있다.

합성생물학은 표준화된 바이오부품을 이용하여 새로운 생물 구성 요소 및 게놈으로 대표되는 바이오 시스템 자체를 합성하는 기술이다.

즉 생명정보와 유전자 등 생물 구성 요소를 이용해 존재하는 생명체를 모방 혹은 변형하거나, 기존에 존재하지 않는 생명체 구성요소와 시스템을 설계 및 구축하는 디지털기술에 기반한 혁신적인 접근방식인 것.

이에 합성생물학은 화학, 의료, 농업, 식품 및 환경 문제에 대한 새로운 해결책을 제공할 수 있는 바이오경제의 핵심 기술로 인식되고 있다는 설명이다.

특히 현재 비교적 단순한 미생물의 경우 인공적 제작이 가능한 단계까지 발전한 합성생물학은 바이오파운드리의 도입으로 바이오 연구의 오랜 난제인 속도, 규모, 불확실성 한계의 극복을 통해 바이오 제조 혁명을 견인해 혁신이 가속화될 것으로 전망하고 있다.

바이오파운드리란 합성생물학에 로봇·AI를 도입하여 새로운 바이오 시스템 제작을 위한 설계(Design)-제작(Build)-시험(Test)-학습(Learn)의 각 단계를 자동화 및 고속·고처리량으로 구동하는 시스템이다

이는 정밀한 바이오 시스템 설계기술이 포함되고 도출된 설계 논리에 따라 최종 바이오 시스템을 실물화하기 위해 DNA 합성 및 조립에서부터 제작된 바이오 시스템의 성능을 고속·대용량으로 테스트하는 장비를 연결·구동하는 자동화 소프트웨어, 인력 및 바이오데이터 관리 시스템 등을 포함하는 매우 고도화된 바이오 인프라 시설이다. 

특히, 바이오 연구개발에 요구되는 반복 노동업무를 자동화하고 처리량을 극대화시켜 기존 기술로는 불가능한 규모의 바이오 R&D를 현실화할 것으로 기대되고 있다.

또한 바이오파운드리는 합성생물학 연구의 가속화를 위해 요구되는 기술과 인프라 접근성을 제공함으로 학계와 산업계의 접점 역할을 하고 있다.

이에 따라 지난 2019년 5월에는 글로벌 바이오파운드리연합이 시작됐으며, 현재 전문지식 및 인프라를 공유함으로써 GBA는 전 세계적으로 영향력 있는 대규모 과제와 표준설정, 상호 운용성 및 소프트웨어 개발을 위한 역량 가속화에 핵심적인 역량을 수행하고 있다

한국에서는 한국생명공학연구원-카이스트가 주도하는 K-바이오파운드리 등이 회원으로 가입되어 활동하고 있는 상황이다.

특히 해당 국제 연합 외에도 현재 미국, 영국, 싱가폴 등을 중심으로 해외 바이오파운드리가 구축되고 있다.

미국은 합성생물학 기술개발 및 투자에 가장 적극적인 국가로, 정부 지원을 기반으로 민·관 협력의 연구 생태계가 조성돼 있으며, 미국 국방부 산하 DARPA는 미생물 개량, mRNA 항체, 식물기반센서, 유전자드라이브 기술에 공격적인 투자를 진행 중이다.

아울러 2016년 미국 에너지부의 바이오에너지 기술 사무소는 Agile 바이오파운드리를 국립 연구소의 컨소시엄 형태로 설립했으며, 민간 바이오파운드리인 Ginkgo Bioworks 사는 양한 기업에 바이오파운드리 서비스를 제공하여 제품개발 속도를 향상시키고 있다.

영국 역시 현재까지 6곳 이상의 바이오파운드리 거점을 육성하는 등 적극적인 투자와 국가 바이오경제 전략과의 연계를 통해 합성생물학 기술의 상업화를 전략적으로 추진하고 있는 등 정부 주도의 선제적·체계적 지원으로 합성생물학 분야에서의 글로벌 기술우위 선점을 위해 노력 중이다.

이외에도 싱가포르, 일본, 중국 등에서도 현재 바이오파운드리 구축 등을 진행하고 있는 상황이다.

국내의 경우는 아직 태동기 단계로, 국가차원의 합성생물학 육성 전략이 과기정통부 중심으로 활발히 세워지고 있는 상태로 합성생물학 육성법 제정, 바이오파운드리 인프라 구축, 전문인력 양성, 기업지원 등이 추진되고 있다

다만 해당 보고서에서는 바이오파운드리와 관련해 국가 혁신 전략 차원의 모델 계획과 추진이 필요하다고 주장했다.

해당 보고서에서는 "바이오파운드리 구축은 전문 장비와 인력이 필요한 복잡한 과정이지만 모듈화, 자동화를 통한 처리량, 결과도출 속도, 재현성 및 신뢰성을 극대화 시킬 수 있는 잠재력을 가졌으며 새로운 바이오경제개발의 기초를 형성할 것"이라고 설명했다.

이어 "바이오파운드리는 합성생물학 R&D를 더욱 진전시킬 국가 인프라의 기능을 수행하며, 바이오제조 산업 성장의 가속화에 기여할 전망"이라며 "이에 광범위한 국가혁신 전략 내에서 적절한 바이오파운드리 모델을 계획하고 추진해야 할 것"이라고 강조했다.

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