2024년 10대 바이오 미래유망기술

2024년 10대 바이오 미래유망기술(사진 출처-출처자료1)

 

국내 생명공학 관련 주요 연구기관 세 곳인 한국생명공학연구원 Korea Research Institute for Bioscience and Biotechnology(KRIBB), 국가생명공학정책연구센터 Biotech Policy Research Center(BPRC), 한국과학기술정보연구원 Korea Institute of Science and Technoolgy Information(KISTI)은 공동으로 매년 초마다 ≪○○○○ 바이오 미래유망기술≫이란 제목의 보고서를 통해 <○○○○년 10대 바이오 미래유망기술>을 선정·발표하고 있다.

 

<2024년 10대 바이오 미래유망기술>은 4개의 기술 분야 즉 기초생명과학 및 공통기반기술 분야인 플랫폼 바이오 Platform Bio, 의약품 및 보건의료 분야인 레드 바이오 Red Biod, 농림수축산·식품 및 바이오농업 분야인 그린 바이오 Green Bio, 산업공정·환경·해양 및 바이오소재 등 바이오화학 분야인 화이트 바이오 White Bio 별로 각각 2~3개의 기술이 포함되었다.

 

'바이오 미래유망기술'이란 생명현상 연구(생명과학)를 기반으로 하여[바이오], 앞으로 5~10년 이내에 기술적 또는 산업적 실현이 가능하며[미래], 기술적 및 산업적 혁신성에 대한 파급효과가 높게 전망되는[유망] 기술을 말한다.

 

네 분야별 미래유망기술 내용은 다음과 같다.

 

A. 플랫폼 바이오(기초·기반 생명과학) 분야

 

1. 차세대 롱리드 염기서열결정 Next-generation long-read sequencing

 

 

○몇십만 개 이상의 DNA/RNA 분자에 담긴 염기서열을 보다 길게, 높은 정확도로 분석·결정하는 기술이다.

○기존 서열결정 기술로는 한계가 있었던 염색체 수준의 염기서열 결정을 통해 질환의 원인이 되는 유전자 변이 탐색과 고품질 유전체 지도 작성이 가능해진다.

 

2. DNA 나노모터 DNA nanomoter

 

 

○DNA 가닥으로 이루어진 나노미터 규모의 모터로서, 자가조립이 가능하며 외부의 전기 및 자기 신호나 체내 에너지원(ATP 등)을 이용하여 구동이 가능하다.

○나노기계 및 로봇에 적용됨으로써 질병 진단, 약물 전달 등 다양한 영역에서 활용이 가능하며, 반도체 핵심 부품인 트랜지스터의 소형화 한계를 극복할 수 있다.

 

3. 인간-기계 상호작용 제어기술

 

 

○인간과 기계 사이의 상호작용을 매개하여 정확한 감지와 되먹임 feedbak 기능을 갖춘 장치 및 시스템이다.

○맞춤형 상호작용 기술을 통해 기계가 일상생활의 동반자로서의 역할을 하는데 도움을 줌으로써 지능적이고 효과적인 건강관리, 재활, 교육 등의 서비스를 실현할 수 있다.

 

 

B. 레드 바이오(의약품 및 보건의료) 분야

 

4. 마이크로바이옴 표적 항암백신 Microbiome-targeting cancer vaccine

 

 

○암의 성장을 돕는 등 암과 관련된 특정 마이크로바이옴(미생물체)이 표지하는 항원을 표적으로 하는 항암백신이다.

○암세포에 미량의 신생항원 neoantigen(암세포의 종양특이적 변화에 따라 새롭게 생긴 항원)이 존재함으로써 항암백신 및 치료제 개발이 어려운 난치성 암에 대한 치료 가능성이 높아진다.

 

5. 신경질환 치료 전자약 Electroceuticals for neurological disorders

 

 

○신경을 전기적으로 자극하여 치매, 우울증과 같은 질환의 증상을 완화시키거나 질병의 진행을 더디게 하고, 더 나아가 신경을 재생시키는 기술이다.

○약물 치료 또는 외과적 수술에 의한 병변 제거가 어려운 신경질환을 치료할 수 있으며, 신약 개발과 비교하여 적은 비용과 짧은 시간으로 개발이 가능하다. 

 

6. 면역펩티도믹스 Immunopeptidomics

 

 

○면역 관련 펩티드 peptides를 분석하고 이를 데이터베이스로 구축함으로써 새로운 면역항암제, 면역치료제 개발을 위한 표적을 예측·발굴하는 기술이다.

○암세포, 질환세포를 직접 공격하는 치료 방식이 아닌, 인체의 면역체계를 이용한 다양한 치료 전략을 제공함으로써 암 및 면역질환을 극복하는데 기여할 수 있다.

 

 

C. 그린 바이오(농림수축산·식품 및 바이오농업) 분야

 

7. 기후변화 대응 디지털 육종 Digital breeding for climate change resiliency

 

 

○유전체 분석 및 AI 기술을 활용하여 더위, 가뭄과 같은 기후변화에 강한 품종을 개발하는 기술이다.

○정밀한 유전적 특성 예측과 효율적인 육종 과정을 통해 환경 변화 및 조건에 다라 우수 품종을 신속하게 개발함으로써 지속가능한 농업 실현을 기대할 수 있다.

 

8. AI 기반 자율재배 스마트팜 AI-based smart farms

 

 

○작품의 생육 및 생리, 장애와 질병 등을 실시간 모니터링하여 배양 환경 조절 등을 자율적으로 수행하는 재배 플랫폼이다.

○예측 및 지속가능한 방식의 농업으로서 생산성과 효율성을 높일 수 있으며, 농촌 인구 고령화에 따른 노동력 감소 문제 해결에 기여할 수 있다.

 

 

D. 화이트 바이오(산업공정·환경·해양 및 바이오소재 등 바이오화학) 분야

 

9. 바코드 미생물 Barcoded microbes

 

 

○합성생물학을 응용하여 무해한 미생물에 특정 DNA 서열 즉 DNA 바코드를 삽입하여 출처 정보 및 이동 경로를 추적하는 기술이다.

○미생물 기반의 표지 tagging 및 이름표 달기 labelling 기술을 통해 경제적이면서도 신속하게 추적이 가능하므로 제품 유통, 감염병 추적, 법의학 등에 활용 가능하다.

 

10. 데이터 기반 친환경 농약 합성기술 Data-based ecofriendly pesticide synthesis

 

 

○해충, 미생물, 식물 등의 유전체 분석을 통한 후보물질 설계 및 합성과 빅데이터 기반의 독성 예측을 통해 친환경 농약을 개발하는 기술이다.

○유전체 등 빅데이터를 활용하여 후보물질 설계에서부터 유효물질 탐색, 선도물질 도출, 최적화, 독성 예측까지 소요되는 시간과 비용을 줄임으로써 전통적인 농약 개발 과정을 혁신시키는 기술이다.

 

※출처: 한국생명공학연구원·국가생명공학정책연구센터·한국과학기술정보연구원 총서 330권, '2024 10대 바이오 미래유망기술', 2023. 2.

 

2024. 3. 22 새샘