생명硏, 『2019 10대 바이오 미래유망기술』발표

생명硏, 『2019 10대 바이오 미래유망기술』발표

등록일 2019-01-29

생명硏, 『2019 10대 바이오 미래유망기술』발표

- Platform, Red, Green, White Bio로 살펴본 10대 미래유망기술 소개 -

□ 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명硏) 국가생명공학정책연구센터(센터장 김흥열)은 최근 바이오 분야의 혁신적 연구성과 분석을 통해 『2019 바이오 미래유망기술』을 발굴, 그 결과를 바이오정보 포털사이트인 바이오인(http://www.bioin.or.kr)에 발표했다.

○ 기초·생명과학/공통기반(Platform Bio), 보건의료(Red Bio), 농림수축산· 식품(Green Bio), 산업공정/환경·해양(White Bio) 분야별로 선별된 이번 기술은 『Platform, Red, Green, White Bio로 살펴본 10대 미래유망기술』 이라는 부제로 연구결과를 소개하였다.

□ 생명硏 국가생명공학정책연구센터는 다가오는 바이오경제시대 바이오기술의 발전으로 신제품의 보급이나 서비스의 향상 등 글로벌 경제에 대규모 변화를 가져오고 이를 통해 인류에게 IT에 버금가는 편익을 가져다주는 다양한 경제활동을 포괄(OECD, The Bioeconomy to 2030, 2009)
와 4차 산업혁명에 대비하여 바이오 분야의 미래비전을 제시하기 위해 지난 2015년부터 바이오 미래유망기술 발굴연구를 진행해 오고 있다.

○ 이번 미래유망기술 발굴을 위한 연구방법은 전년에 이어 “혁신발견형”으로 추진하여, 1단계에서는 최신 주요논문의 참고문헌 이종성* 및 키워드 네트워크 분석을 통해 혁신적 연구성과를 모니터링한 후 미래유망 후보기술 발굴을 위한 혁신 시드(seed)를 도출하였고,
    * Web of Scienced의 저널별 해당 카테고리를 바이오분야와 비(non)-바이오분야로 구분하여 타분야와의 융합 및 연관 정도를 파악

○ 2단계에서는 연구분야별 전문가 자문 및 심층 인터뷰를 통해 20개의 후보기술을 도출하였으며, 후보기술별 기술적 혁신성과 산업적 혁신성에 대한 설문조사 및 전문가 평가를 통해 『Platform, Red, Green, White Bio로 살펴본 10대 미래유망기술』을 최종 선정하였다.

< 최종 선정된 2019 10대 바이오 미래유망기술 >

분야
기술명
플랫폼바이오
(Platform Bio)
▸DNA 기록기술/분자레코딩(DNA writer/Molecular recording)
▸조직별 면역세포 세포체 지도(Cellomics map of tissue-resident immune cells)
▸자기조직화 다세포 구조(Self-organizing multicelluar structures)
레드바이오
(Red Bio)
▸逆노화성 운동모방 약물(Exercise-mimicking medicine for anti-aging)
▸광의학 치료기술(Photodynamic/Photothermal therapy)
▸암 오가노이드 연계 면역세포 치료기술(Canceroid-mediated immune cell therapy)
그린바이오
(Green Bio)
▸미토콘드리아 유전체편집을 통한 대사조절기술(Metabolic modification by mitochondrial genome editing)
▸식물공장형 그린백신 (Plant-based vaccine production in plant factory)
화이트바이오
(White Bio)
▸플라스틱 분해 인공미생물(Plastic degrading artificial microorganism)
▸유전자회로 공정 예측기술(Predictable genetic circuit engineering)

 * 융합개념을 포괄하여 각 분야별 바이오 미래유망기술을 도출

□ 국가생명공학정책연구센터 김흥열 센터장은 “이번 혁신적 연구성과 분석에 기반한 미래유망기술 도출은 바이오 분야 미래비전의 씨앗이 될 수 있는 유망기술을 선정하여 향후 기술적·산업적 파급효과가 큰 연구개발 주제를 제안한다는 측면에서 의미가 크다”고 밝히고,

○ “특히 국가생명공학정책연구센터는 2015년 기술융합형, 2017년 이슈 대응형, 2018년 혁신발견형으로 바이오 맞춤형 미래유망기술 연구방법을 다양하게 시도해왔고, 올해도 최적화된 접근방법인 혁신발견형으로 연구를 진행하였으며,
○ 향후에는 바이오 미래유망기술이 우리의 삶에 어떤 긍정적인 영향을 미칠지, 더 나아가 바이오 연구개발의 필요성과 중요성에 대한 공감대 형성에 중점을 두어 연구방법을 진화할 계획” 이라고 말했다.

□ 특히 10대 바이오 미래유망기술 중 ‘逆노화성 운동모방 약물’은 저출산 고령화에 대응하여 실제 운동을 하지 않아도 운동효과를 나타내어 근육노쇠 등을 포함한 노인성질환을 예방할 수 있는 약물을 개발하는 기술로,

○ 항노화 관련 글로벌 시장은 2015년 2,816억 달러(약 317조 원)에서 연평균 5.5%로 성장하여 2020년 3,313억 달러(약 373조 원) 규모로 증대될 전망 BCC Research, 하나금융투자, 2015
이며, 우리나라는 2017년 이미 고령인구가 전체인구의 14% 이상인 고령사회에 진입하였기 때문에 건강노화와 행복한 노년의 삶에 기여할 수 있어 연구개발이 매우 의미 있는 시점이다.

□ 생명硏은 도래하는 4차 산업혁명과 바이오경제시대를 적극적으로 준비하기 위해 지속적으로 바이오 분야의 미래유망기술을 발굴해 나갈 것이며,

○ 이를 통해 차세대 성장동력 및 미래산업으로 인식되고 있는 바이오산업에 대해 국가적인 경쟁력을 확보하여 세계적으로 선도할 수 있도록 국가전략 수립 및 정책 아젠다 도출에 기여할 계획이다.

□ 관련 자료는 아래의 링크를 통해 확인 가능하다.
○ 바이오인 사이트
   (https://www.bioin.or.kr/board.do?num=284724&cmd=view&bid=essay&cPage=1&cate1=all&cate2=all2)

[첨부 1] 2019 10대 바이오 미래유망기술 주요내용
[첨부 2] 2019 10대 바이오 미래유망기술 발굴 연구방법 및 절차
[첨부 3] Platform, Red, Green, White Bio로 살펴본 10대 미래유망기술 인포그래픽
[별  첨] 2019 10대 바이오 미래유망기술 설명자료

분야
미래유망기술 주요 내용
플랫폼
바이오

(Platform Bio)

DNA 기록기술/분자레코딩(DNA writer/Molecular recording)

▹ 생물학적∙인공적 정보를 살아있는 세포 내에서 처리하고 저장할 수 있도록 DNA를 역동적인 기록 매개체로 활용하는 기술
▹ 생물시스템의 분자적인 현상과 정보를 DNA에 기록하고 저장 함으로써 생명현상을 이해하는데 큰 도움이 될 뿐만 아니라 질병치료, 품종개량 등 실용적인 면에서도 활용 가능

조직별 면역세포 세포체 지도(Cellomics map of tissue-resident immune cells)

▹ 조직 특이적 면역세포의 종류, 기능 및 상호 관계를 이해하기 위해 세포체의 전체상을 파악하고 시각화하는 기술
▹ 조직별 면역세포의 기능과 발병기전을 연계하여 이해하고, 이를 바탕으로 효과적인 면역세포 기반 치료제 개발에 기여

자기조직화 다세포 구조(Self-organizing multicelluar structures)

▹ 합성유전회로(synthetic genetic circuits)를 설계하여 생물의 능력을 모방할 수 있는 맞춤형의 3D 구조(조직)를 제작하는 기술
▹ 생물의 능력을 모방할 수 있는 재료 제작이 가능하여 맞춤형 생체물질, 조직 및 대체장기 개발에 기여
레드
바이오

(Red Bio)

逆노화성 운동모방 약물(Exercise-mimicking medicine for anti-aging)

▹ 실제 운동을 하지 않아도 운동효과를 나타내어 근육노쇠 등 노인성질환을 예방할 수 있는 약물
▹ 건강증진에 가장 효과적이라고 증명된 운동의 좋은 효능을 모방하는 약물개발을 통해 건강노화와 노화예방에 기여

광의학 치료기술(Photodynamic/Photothermal therapy)

▹ 특정 파장대의 빛과 광민감제(photosensitizer)를 암세포의 내부로 도입시켜 그 빛을 이용하여 암세포를 제거하는 기술
▹ 특정 암세포만을 선택적으로 파괴할 수 있어 비교적 고통과 후유증이 없고, 보다 안전하고 효율적인 차세대 암 치료기술

암 오가노이드 연계 면역세포 치료기술(Canceroid-mediated immune cell therapy)

▹ 암환자 세포 유래 암 오가노이드를 이용하여 환자 맞춤형 면역세포치료제를 생산하고, 이를 항암치료에 활용하는 기술
▹ 암 오가노이드는 다양한 암종에 대한 환자 맞춤형 면역 세포치료제 생산으로 항암치료에 기여할 뿐만 아니라 최적의 항암효과를 평가하는 플랫폼으로도 이용 가능
그린
바이오

(Green Bio)

미토콘드리아 유전체편집을 통한 대사조절기술
(Metabolic modification by mitochondrial genome editing)

▹ 에너지 생산기관인 미토콘드리아 유전체편집을 통해 식물의 물질대사를 조절하고 생산성을 증대시키는 기술
▹ 급격한 환경변화에도 식물 대사조절을 통해 지속가능한 작물 재배가 가능하여 안정적인 식량자원 확보에 기여

식물공장형 그린백신 (Plant-based vaccine production in plant factory)

▹ 식물공장 생산방식을 적용하여 부작용이 적고 효율적인 식물백신을 대량으로 생산하는 기술
▹ 밀폐형의 식물 기반의 생산시스템은 비교적 단기간 내에 백신의 대량생산이 가능하여 감염병에 대한 신속한  대응이 가능
화이트 바이오

(White Bio)

플라스틱 분해 인공미생물(Plastic degrading artificial microorganism)

▹ 합성생물학을 통해 플라스틱 분해능을 보유한 미생물을 상향식(bottom-up) 방식으로 개발하는 기술
▹ 플라스틱 분해능이 우수한 미생물의 유전체를 디자인(design) -빌드(build)-테스트(test)-런(learn) 사이클로 합성하여 해양 등에 심각한 환경오염을 일으키는 플라스틱 문제해결에 기여

유전자회로 공정 예측기술(Predictable genetic circuit engineering)

▹ 빅데이터로 기계학습 된 시뮬레이션으로 합성유전자회로의 최종출력(소재∙물질 생산능 등)을 예측하는 기술
▹ 예측 가능하며, 엄격한 제어가 가능한 유전자회로 설계로 생물시스템의 불확실성을 줄여 반복실험의 비용과 시간을 절감하여 바이오 기반의 지속가능한 산업으로의 전환을 촉진

첨부1

2019 10대 바이오 미래유망기술 주요내용

첨부2

2019 10대 바이오 미래유망기술 발굴 연구방법 및 절차

 
[1단계]

혁신적 연구성과 모니터링
(혁신형 seed 발굴)

바이오 분야별 논문의 참고문헌 이종성 분석

■ 바이오 분야별* 분석 대상 저널 및 논문 추출

  * Red, Green, White, Basic, Common 바이오
⇩

■ 추출된 논문의 참고문헌 이종성* 분석
  * 참고문헌이 속한 저널을 바이오와 비(non)- 바이오로 구분
⇩

■ 혁신형 시드(seed) 아이템 추출을 위해 이종성이 높은 심층분석 대상논문 선정

⇩

⇩

키워드 네트워크 분석을 통한 혁신형 시드(seed) 아이템 확보

■ 선별된 논문의 키워드를 추출하여 키워드 간 네트워크 분석 수행

⇩

■ 후보기술 도출을 위한 혁신형 시드(seed) 아이템 도출

[2단계]

미래유망기술 최종 선정
(설문조사 및 평가)

미래유망 후보기술 도출

■ 연구분야별 전문가, 시니어과학자와의 심층토의 및 인터뷰를 통해 미래유망 후보기술 도출

 * 키워드 네트워크 분석을 통한 창조적 통합 및 조합 탐색

⇩

⇩

미래유망 후보기술 1차 평가

■ 바이오인 고객 대상 1차 설문조사 수행

⇩

⇩

미래유망 후보기술 2차 평가

■ 1차 설문조사 결과를 제시한 후, 전문가 대상 2차 설문조사 수행

⇩

⇩

미래유망기술
최종 선정

■ 1, 2차 평가결과 분석으로 미래유망기술 최종 선정

첨부 3

Platform, Red, Green, White Bio로 살펴본 10대 미래유망기술 인포그래픽