[2023년 바이오 미래 포럼 이슈] 초연결 바이오시대, 기회와 도전

[2023년 바이오 미래 포럼 이슈] 초연결 바이오시대, 기회와 도전

 

 

◈ 목차

• 1.[기조연설] 바이오 시대 과학기술과 사회
• 가.韓, 글로벌 과학외교 역량 높여야 할 때
• 나.합성생물학, 변곡점 맞아 3～4년 내 ‘기업 주도’ 전환
• 다.中, 합성생물학 급성장...韓, 책임있는 혁신에 나서야
• 2.[바이오 미래포럼 세션Ⅰ] 디지털 바이오
• 가.PPI 빅데이터에 기반한 항체신약 설계 AI 개발
• 나.인공지능과 바이오, 의료, 신약개발의 혁신적 발전방향 및 시사점
• 다.바이오 연구 데이터의 공유·활용을 위한 법·정책적 과제
• 라.바이오 미래포럼 세션Ⅰ- 디지털바이오 패널토론
• 3.[바이오 미래포럼 세션Ⅱ] 바이오 제조
• 가.바이오파운드리를 통한 바이오 제조 혁신
• 나.초연결 바이오 시대의 바이오제조 역량 고도화
• 다.바이오제조 혁신기술 연구 및 산업 진흥을 위한 제도혁신 전략
• 라.바이오 미래포럼 세션Ⅱ- 바이오제조 패널토론

 

• 1.[기조연설] 바이오 시대 과학기술과 사회

 

- 박범순(KAIST 과학정책대학원 교수)-

 

 바이오 시대는 어떤 시대를 의미할까? 박 교수는 바이오 시대를 여러 가닥의 실타래로 짠 직물과 같다고 정의했다. 박 교수는 “바이오 시대는 첨단 바이오기술과 기술변화를 가속시키는 인공지능, 기후위기 등 기술과 이슈가 연결되고 얽혀 있는 시대를 의미한다고 할 수 있다”고 말했다.

 

 그는 최근 영국과 프랑스에서 열린 세 개의 국제 행사를 사례로 소개했다. 그가 언급한 국제 행사는 영국에서 열린 ‘인공지능(AI) 안전 정상회의’와 OECD 주최의 ‘글로벌 기술 포럼’, 일반인과 학생들의 합성생물학 경연대회인 ‘i-GEM’ 등이다.

이 가운데 AI 안전 정상회의에서는 AI로 인해 전 세계 안보와 안정성이 흔들릴 수 있고, 신뢰와 같이 가장 기본적인 인간 가치가 위협받고 있다는 주장이 전문가들을 통해 제기됐다고 박 교수는 말했다. 28개국 디지털 기업 대표와 전문가, 석학, 정부 관계자 140여명이 참석한 이 회의에는 윤석열 대통령을 포함해 10개국 해외 정상과 유엔 사무총장, 유럽연합 집행위원장 등이 화상으로 참여할 정도로 커다란 관심을 모았다. 특히 이 자리에서는 이종호 과기정통부 장관은 AI의 막대한 전력 수요와 탄소배출에 대응해 ‘저전력 저에너지 AI 반도체 개발’ 필요성을 강조해 많은 국가들로부터 호응을 얻었다.

 

• 가.韓, 글로벌 과학외교 역량 높여야 할 때

 

 박 교수는 “세 가지 국제 행사를 보면서 우리나라가 국제사회에서 과학외교 역량을 더욱 확대해야 한다는 점을 느꼈다”며 “이를 위해 과학 분야에서 국제규범과 거버넌스 구축의 리더십을 한국이 발휘함으로써 과학외교 역량을 높이고, 최근 글로벌 이슈로 부각되고 있는 AI를 기후위기와 연계해 우리가 주도권을 갖고 국제적 논의를 이끌어 나가야 한다”고 제안했다. 다만, AI 안전 정상회의 선언문에 향후 위협 요인으로 사이버 안보, 왜곡 정보, 바이오 안보 등 세 가지를 제시했는데, 우리나라는 바이오 안보를 크게 주목하지 않고 있다고 박 교수는 꼬집었다. 그는 “바이든 행정부가 AI를 위험한 생물학적 제조에 활용하는 것을 막기 위해 내린 행정명령은 미국 국립과학재단(NSF), 미국 국립보건원(NIH) 등과 같은 연방정부의 연구지원을 받는 기관에 매우 강력한 정책 개입 요인으로 작용할 수 있는 만큼 우리나라도 앞으로 바이오 안전 이슈 관련 국제적 논의에 적극 나서야 한다”고 지적했다.

 

 또 다른 행사였던 ‘OECD 글로벌 기술 포럼’에서는 ▲새로운 기술을 얼마나 책임있게 개발하고, 사용할 수 있는지 ▲신흥기술로 회복력 있는 사회를 어떻게 구축하고, 기후위기에 대응할 방법은 없는지 ▲디지털 격차·기술격차 발생을 대비해 어떤 준비와 정책을 마련해야 하는지 등 세 가지 질문에 대해 논의가 이뤄졌다고 박 교수는 전했다. 우선 합성생물학에 대한 논의가 있었는데, 전문가들은 합성생물학이 기술 성장과 산업 발전, 거버넌스의 도전 등의 두 가지 측면에서 커다란 변곡점을 맞고 있다고 진단했다. 박 교수는 글로벌 기술 포럼에서 만난 합성생물학 분야 전문가 중 가장 깊은 인상을 준 사람으로 미국 스탠포드대학의 드류 엔디(Drew Andy) 교수를 꼽았다. 엔디 교수는 MIT 교수 시절 합성생물학의 공학적 접근 원리를 제시한 사람이다. 그는 “공학자로서 책임있는 혁신의 중요성을 마치 정치학자처럼 얘기했고, 합성생물학의 ‘D-B-T-L(Design-Build-Test-Learn)’ 사이클에 수정이 필요하다”고 지적했다. D-B-T-L 중 T-L 대신에 종합적인 의미에서 연구를 해야 한다는 뜻으로 ‘Work’로 대체해야 한다는 게 앤디 교수의 주장이다.

 

• 나.합성생물학, 변곡점 맞아 3～4년 내 ‘기업 주도’ 전환

 

 박 교수는 “합성생물학이 정부의 지원을 벗어나 민간 투자 확대를 통해 기업 주도로 바뀌는 변곡점에 들어섰다”며 “기술개발 초기에는 주로 정부나 재단의 기초연구 중심으로 펀딩이 이뤄지는데, 이 같은 현상은 기술이 어떤 방식으로 발전해 갈지 모르는 불확실성이 크기 때문에 이 단계에서는 정부의 정책적 개입이 많고, 효과도 크다”고 말했다. 이에 반해 기술이 발전할수록 정부의 지원은 자연스럽게 줄어들고, 기업의 투자는 늘어난다. 이는 기술이 어떤 방향으로 발전하고, 상업적 효과가 있을지 확실해져 기업 투자가 자연스럽게 느는 반면 정부의 정책적 개입 영향력은 축소된다.

 

 박 교수는 “앤디 교수는 앞으로 3～4년 안에 합성생물학은 기업 주도로 완전히 넘어가 정부의 지원이 더 이상 필요 없어질 것”이라면서 “ 이런 관점에서 보면 공공성 중심으로 거버넌스 확립을 제대로 하지 못하면 합성생물학에 따른 폐해와 이슈가 불거질 것으로 예측했다”고 우려했다. 실제로, 합성생물학 분야 관련 기업이 1000개가 넘었고, 펀딩도 2021년 기준 15조원에 달해 최고치를 기록했다. 지금은 다소 글로벌 경기침체 등의 영향으로 거품이 다소 빠졌지만 규모로만 보면 여전히 높은 수준이라는 게 박 교수의 설명이다.

 

 생물학의 공학적 접근을 제시한 합성생물학은 바이오경제의 핵심 분야로 각광받고 있으며, 각국은 2010년대부터 로드맵과 촉진법을 만들어 경쟁적으로 합성생물학을 육성하고 있다. 또한 합성생물학의 핵심 인프라인 바이오파운드리 구축도 한창 진행되고 있다. 박 교수는 앤디 교수 말을 빌어, “바이오 연구 분야에서 책임 있는 연구를 통해 책임 있는 사회를 구축하고, 책임 있는 시민을 만드는 것에 대해 연구자들이 성찰해 봐야 한다"고 강조했다.

 

• 다.中, 합성생물학 급성장...韓, 책임있는 혁신에 나서야

 

 합성생물학 분야에서도 중국의 굴기가 현실화되고 있다고 박 교수는 언급했다. 중국은 GDP의 2%에 불과한 바이오경제 규모를 3년 안에 10% 이상으로 늘릴 계획이다. 또한 합성생물학 경연대회인 ‘iGEM’이 처음 열린 2004년 5개팀, 31개팀이 참가한 이래 2022년에는 360개, 2023년에는 400개팀으로 크게 늘어나는 등 합성생물학에 대한 투자와 지원이 급격히 증가하고 있다. 박 교수는 “합성생물학에 있어 중국의 급성장은 향후 바이오 안보에 커다란 위협이 될 것”이라고 짚은 뒤 이런 상황에서 지난해 11월 과기정통부가 수립한 합성생물학과 인공지능 전략 로드맵을 과연 누가 실현할 것인가에 대한 의문을 던졌다. 즉, 인공지능과 기후위기라는 우리의 당면 과제를 바이오와 어떻게 연결하고, 책임 있는 혁신을 통해 사회와 소통하는 연결고리 역할을 누가 할 것인가에 대한 우려이다.

 

 그는 “우리나라가 과학역량을 좀 더 키워 OECD, iGEM, 정상회의 등 국제사회에서 비전을 제시하고, 글로벌 아젠다를 선제적으로 만들어 규범과 표준을 선도해 가기 위한 전략이 필요하다”고 주장했다. 마지막으로 박 교수는 “바이오 분야 관련 연구와 교육을 하기에 앞서 책임 있는 혁신을 어떻게 해 나갈지 성찰해야 한다”고 피력했다.

 

• 2.[바이오 미래포럼 세션Ⅰ] 디지털 바이오

 

• 가.PPI 빅데이터에 기반한 항체신약 설계 AI 개발

- 윤태영(서울대 생명과학부 교수)-

 

 윤태영 서울대 교수는 ‘PPI 빅데이터에 기반한 항체신약 설계 AI 개발’ 주제발표를 통해 AI가 항체의약품 개발에 혁신을 가져올 것이라고 주장했다. 윤 교수는 “생명공학 분야에서는 단백질 3D 구조를 정밀 예측하는 구글 딥마인드의 ‘알파폴드’, 수 분 내 단백질 구조를 해독하는 미국 워싱턴대학의 AI인 ‘로제타폴드’가 나오면서 AI 활용이 본격적으로 시작됐다”고 말했다. 이 가운데 로제타폴드는 백민경 서울대 교수가 미 워싱턴대 박사 시절에 개발해 생명공학 업계로부터 커다란 주목을 받았다.

 

 

 생명공학 업계는 알파폴드와 로제타폴드 등 두 개의 AI를 통해 수많은 단백질 구조를 짧은 시간에 예측함으로써 신약개발에 따른 시간과 비용을 대폭 줄이는 혁신을 가져오게 됐다. 그는 “알파폴드 2, 로제타폴드를 통해 단백질 구조를 예측하는 점수가 100만점 만점에서 2016년까지는 40점에 그쳤지만, 2020년 들어 90점으로 높아졌다”고 했다. 특히 윤 교수는 “산업적 측면에서 알파폴드와 로제타폴드를 이용해 코로나 바이러스의 DNA 시퀀싱을 하면 바이러스 단백질 구조를 알아내고, 이를 치료할 수 있는 항체를 찾는데 도움을 받을 수 있다”고 강조했다. 하지만, 항체를 설계하는 AI 개발은 항원과 항체 결합 구조 데이터가 부족해 개발에 어려움을 겪고 있다. 이를 위해 대규모 실험 데이터와 생물학, 화학, 인공지능, 데이터사이언스 등 다양한 분야의 전문가들의 협업이 필요하다고 그는 말했다. 특히 합성생물학의 기초 토대가 되는 ‘단백질 구조 분석’ 분야에서 AI의 활용도는 무궁무진할 전망이다. AI의 연산·분석 능력을 활용하면 기존 연구 방법보다 훨씬 많은 단백질 구조를 단기간에 찾아낼 수 있기 때문이다. 윤 교수는 “디지털바이오대전환 시대를 맞아, AI 기술의 중요성은 날이 갈수록 커져가고 있다”며 “AI는 생물학 연구 분야 난제 중 하나였던 단백질 구조 분석에서 괄목할 만한 성과를 내고 있다”고 말했다.

 

 

 윤 교수는 “최근에는 누가 다양한 CDR(항체의 상보 결정 부위) 서열을 가지는 항체를 빨리 많이 만들어 내는가를 놓고 AI 기반 항체 설계 기술이 개발되고 있다”며 “이렇게 만들어 낸 항체들이 항원과 결합하는 데이터를 많이 만들어 내는 것이 경쟁력을 좌우한다”고 설명했다. 이 분야에서 캐나다의 AI 항체 및 약물 표적 발굴 전문기업인 앱사이(Absci)가 앞서가고 있다. 윤 교수는 항체와 항원이 결합하는 영상을 실시간으로 빠르고 정확하게 보여주는 플랫폼을 만들고 있다. 윤 교수는 “AI는 바이오 영역에서 엄청난 혁명을 일으키고 있고, 알파폴드와 로제타폴드 등 단백질 설계 AI는 앞으로 항체의약품 개발에 커다란 기여를 할 것”이라고 전망했다.

 

• 나.인공지능과 바이오, 의료, 신약개발의 혁신적 발전방향 및 시사점

- 묵현상(국가신약개발재단 단장)-

 

 묵현상 단장은 ‘인공지능과 바이오, 의료, 신약개발의 혁신적 발전방향과 시사점’에 관한 주제발표를 통해 각 병원에 흩어져 있는 의료데이터를 어떻게 공유하고 활용할지에 대한 전략 수립이 중요하다고 지적했다. 묵 단장은 “의료분야에서 AI를 활용해 의료데이터를 분석한 후 환자를 분류·케어하고, 의료영상병리 데이터를 AI로 분석해 환자를 진단하는 것이 최근 들어 각광받고 있다”며 “현재 AI의 진단 수준은 25년 간 훈련받은 병리의학자의 88% 수준에 달할 정도로 발전했다”고 설명했다. AI는 건강관리 측면에서 당뇨병과 같은 만성질환을 모니터링하고, 예측하는 데 중요하게 쓰이고 있으며, 신약후보물질 발굴을 위한 신약개발에도 AI의 딥러닝 기술이 널리 활용되고 있다. 그는 “현재뿐 아니라 앞으로 의료 AI 분야에선 AI 영상진단이 가장 많이 활용될 것으로 전망된다”면서 “의료영상진단 분야에서 우리나라의 뷰노와 같은 기업이 세계 최고 수준의 기술력을 보유하고 있고, 이런 업종의 스타트업이 많은 투자를 받고 기업 가치가 상승하고 있다”고 말했다.

 

<흩어져 있는 의료 데이터 공유 및 표준화 요구>

 

 2016년 이후 헬스케어 AI 기업에 대한 투자가 늘고 있으며, 앞으로 환자 데이터 분석기업들이 계속 성장할 것으로 예상된다고 묵 단장은 예측했다. 그는 이런 기업들의 성장에는 데이터가 있기에 가능하다고 말했다. 묵 단장은 “환자 데이터나 의료영상 데이터는 모두 병원에 중앙 집중방식으로 쌓여 있어 쉽게 활용할 수 있는 반면, 신약개발을 위한 데이터는 각기 흩어져 있어 이를 모아서 학습시키기 쉽지 않다”고 했다.

 

 그는 과열된 투자 생태계의 문제점을 언급하며 “제품 개발을 막 시작했음에도 제품 개발이 끝난 것처럼 거짓으로 부풀리는 ‘과대광고 사이클(Hype Cycle)’을 경계해야 한다”며 “이 때문에 초기 투자자들이 투자에 실패하고, 건전한 투자 생태계 형성을 방해한다”고 우려했다. 이를 방지하기 위해선 데이터 공유의 어려움을 해소하고, 투자 선동 세력에 속지 말아야 한다고 주장했다. 특히 묵 단장은 “흩어져 있는 의료 데이터들의 주인이 환자인지, 병원인지, 아니면 의사인지, 국민건강보험공단인지 알 수 없어 누구의 것인지를 명확히 정하고, 데이터 표준화를 추진해야 한다”고 말했다.

 

• 다.바이오 연구 데이터의 공유·활용을 위한 법·정책적 과제

- 정원준(한국법제연구원 부연구위원)-

 

 정원준 부연구위원은 ’연구 데이터의 공유·활용을 위한 법·정책적 과제 주제발표를 통해 균형점을 찾는 입법 근거가 필요하다고 강조했다. 정 부연구위원은 “데이터 중요성은 산업계, 연구계 등 모든 분야에서 인지하고 있으며, 우리나라만큼 데이터 관련 입법을 많이 하고 있는 나라도 없다”며 소개한 뒤 “그러나, 생명공학 분야는 법이나 제도적 측면에서 데이터 관련 법적 근거가 상당히 미진해 연구 데이터 활성화를 위한 입법 노력이 필요하다”고 지적했다. 이를 위해 데이터 정책들을 접근성 확대에 맞춰 입법화하기 보다는 데이터를 어떻게 사용하도록 제도화하고, 재사용할 수 있는 체계를 만드는 것이 관건이 될 전망이다.

 

<바이오 연구데이터 활성화를 위한 정교한 입법 필요>

 

 정 부연구위원은 연구데이터 활성화를 위한 핵심 법적 과제로 연구 데이터 유형에 따른 관리 활용 체계의 세분화, 연구데이터 개념의 법제화, 데이터 관점에서 생명자원 개념의 확대, 연구데이터의 관리관계 명확화, 연구데이터 활성화 관련 조속한 입법 추진 등 5가지 방안을 제안했다. 그는 “연구데이터 개념이 명확하지 않아 산출된 연구데이터의 권리관계 설정과 연구성과로서의 법적 성격이 모호해져 데이터 공유와 확산에 장애요인이 되고 있다”며 “현재 국가연구개발 정보처리 기준상 정의 규정을 보다 세분화해 정의할 필요가 있다”고 주장했다. 특히 생명자원 개념을 보다 확대해 최근 각광받고 있는 합성생물학도 포함해 규정할 수 있도록 해야 한다는 점도 지적했다.

 

 정 부연구위원은 “다양한 형태의 생명연구자원과 연구데이터를 포괄할 수 있도록 개념을 확대할 필요가 있다”고 설명했다. 아울러, 연구데이터는 중간 산출물에 해당하거나, 최종 산출물의 검증자료이기도 할 뿐 아니라, 연구의 핵심 성과물로서 성과 귀속이 이뤄지기도 해 각각의 유형별 특성에 따른 관리체계를 세분화해 정책 모델을 구축해야 한다고 피력했다. 나아가 연구데이터 거래와 유통 활성화를 위해 ’데이터 공유·활용 지침(가칭)‘이나 각 영역별 특수성이 반영된 ’데이터 공개·활용표준협약서(가칭)‘를 마련해야 한다고 주장했다. 마지막으로 그는 “최근 국회에 발의된 ’국가연구데이터 관리 및 활용 촉진에 관한 법률‘은 국가 연구개발 활동을 통해 생성된 연구데이터에 한정하고 있어 보다 폭넓은 정책을 수행하기 위한 근거 입법이 조속히 마련돼야 한다”고 말했다.

 

• 라.바이오 미래포럼 세션Ⅰ- 디지털바이오 패널토론

- 선웅(고려대 의대 교수), 이예하(뷰노 대표), 최무림(서울대 의대 교수)-

 

 선웅 고려대 의대 교수를 좌장으로 진행된 패널토론에서 산학연 전문가들은 축적된 의료 데이터를 제대로 활용할 수 있는 AI 알고리즘 개발과 의료 데이터 활용 활성화를 위한 법·제도의 규제 완화가 필요하다고 입을 모았다.

 

 먼저 이예하 뷰노 대표는 “의료데이터를 기반으로 헬스케어 솔루션을 제공하는 사업 특성상 다양한 의료 데이터를 활용하고 있다”며 “의료 데이터를 한층 고도화해 제품 개발이나 임상 현장 등에 제대로 활용하기 어려운 상황”이라고 의료 데이터 활용 측면의 문제점을 지적했다. 이 대표는 이어 “이런 환경에서 대형병원보다 상대적으로 작은 병원에서 의료 데이터를 손쉽게 얻을 수 있는데, 이들 병원에서 가지고 있는 의료 데이터를 임상 환경에서 쉽게 활용하지 못하는 제도적 한계를 갖고 있다”고 설명했다. 그는 “이런 것들을 해결할 수 있다면 의료 데이터를 AI에 보다 활발히 활용해 임상 유효성을 높이면서 제품 고도화를 실현할 수 있어 궁극적으로 국민 건강 증진에 기여할 수 있다”고 의료 데이터의 규제 개선 필요성을 피력했다.

 

 정원준 법제연 부연구위원은 “바이오 데이터는 개인에서 출발해 연구나 산업 목적으로 쓰이기 때문에 법, 제도 측면에서 많은 규제를 받고 있다”면서 “기관에서 DRB(데이터심의위원회) 심의를 거쳐도 다시 IRB(생명윤리위원회) 심의를 받아야 하는 등 실제 활용까지 상당한 시간이 걸린다”고 지적했다. 그러면서 “이를 위한 대안으로 정부가 추진하고 있는 마이데이터가 굉장히 중요한 관건이 될 것”이라고 전망했다. 지난해 3월 개인정보 보호법 개정에 따라 모든 산업 영역에서 마이데이터를 추진할 수 있게 됐다. 정 부연구위원은 “앞으로 디지털 헬스케어의 미래는 개인 환자의 다양한 의료데이터가 담긴 PHR(개인건강기록)를 마이데이터로 어떻게 공유하고, 잘 활용하는가에 달려 있다”고 주장했다.

 

 윤태영 서울대 교수는 “우리가 바이오 분야에서 AI를 통해 기회를 잡으려면 이른바 ‘빅5 병원’에 축적된 임상 데이터를 활용해 보다 종합적인 질병 진단과 함께 현재로선 불가능한 수준까지 AI 예측도를 높여야 한다”고 말했다. 윤 교수는 이어 “축적된 환자의 임상 데이터를 잘 활용하기 위해선 그것을 해독할 수 있는 작은 규모의 AI를 빠르게 개발해 우리의 경쟁력을 높여야 한다”고 덧붙였다.

 

 최무림 서울대 교수는 “유전체 정보와 임상 정보를 공개하고 있는 영국, 미국과 달리 우리나라는 개인정보보호법, 생명윤리법 등의 규제로 인해 개인의 유전체 정보와 임상 정보 공개가 사실상 불가능하다”며 “100만명을 목표로 추진하는 바이오 빅데이터 사업의 성공을 위해선 이런 법적 규제가 해소돼야 할 것”이라고 말했다.

 

• 3.[바이오 미래포럼 세션Ⅱ] 바이오 제조

 

• 가.바이오파운드리를 통한 바이오 제조 혁신

- 신용욱 CJ 제일제당 바이오기술연구소장-

 

 신용욱 소장은 ‘바이오파운드리를 통한 바이오 제조혁신’ 발표를 통해 공공 바이오파운드리와 같은 핵심 인프라를 확충해 바이오경제로 신속히 전환해 대한민국의 바이오 산업 생산성과 경쟁력을 높여야 한다고 강조했다. 신 소장은 “석유화학 기반 사회에서 새로운 기술들이 융합되는 과정에서 합성생물학이 나오면서 바이오 기반 사회로 급격히 전환되고 있다”며 “이런 흐름에서 생물학 기술들이 빠르게 발전하고, 효율을 높여가는 상황에서 바이오파운드리가 주목받고 있다”고 말했다. 향후 5～10년 이내 섬유, 식품, 패션 산업 등이 화학소재 기반에서 바이오 소재 기반으로 변해갈 것이다. 이를 위해 연구부터 생산까지 다양한 분야에 있어 근간이 되는 인프라들이 필요해질 것이다. 신 소장은 CJ 제일제당의 경우 바이오파운드리를 크게 ‘설계 바이오파운드리’와 ‘제조 바이오파운드리’ 개념으로 나눠 비즈니스를 추진하고 있다고 소개했다.

 

<바이오파운드리, 연구 생산성 향상에 기여>

 

 미국의 경우 코로나 mRNA 백신 개발에 기여한 ‘징코바이오웍스’가 설계 바이오파운드리를 대표하는 회사이고, ‘컬처 바이오사이언스’는 바이오 공정 구축 등 AI와 같은 다양한 디지털 기술을 바이오와 접목해 바이오파운드리 기반의 사업을 수행하고 있다. 이처럼 미국의 다양한 스타트업들은 바이오파운드리를 연구개발에 사용하고 있고, 이를 통해 연구개발 속도를 높이고 있다. 신 소장은 “앞으로 산업화를 위한 생산과 규모 확대(스케일업) 등을 목적으로 바이오파운드리 활용이 확대될 것”이라고 전망했다. CJ제일제당은 설계와 제조 모두를 커버할 수 있는 원 스텝 프로세스 지원이 가능한 바이오파운드리 구축을 통해 신수종 사업에 뛰어들고 있다. 이를 위해 CJ제일제당은 경기도 수원에 설계바이오파운드리 구축, 운영하고 있으며, 향후에는 이를 확대해 나갈 계획이다. 아울러, 한국과 미국의 다양한 스타트업을 위해 생산량을 높여가고 있다. 자동화된 바이오파운드리를 이용할 경우 기존에 비해 3배 가량 연구생산성이 높아지는 것을 확인했다고 신 소장은 소개했다. 신 소장은 “CJ제일제당은 다가올 바이오 시대를 대비해 미생물 기반의 자동화 바이오파운드리를 확대함으로써 국내외 다양한 스타트업의 위탁생산(CMO)을 맡아 삼성바이오로직스, 셀트리온과 같은 사업 모델을 만들어 나갈 계획”이라고 말했다.

 

<규제에 발목 잡힌 우리나라 합성생물학>

 

 국내의 긴 인허가 기간, 다부처 규제 등 우리나라가 안고 있는 법, 제도적 문제에 대해 우려를 표명했다. 그는 “미국과 비교해 한국의 유전자변형생물체(LMO) 분야 인허가 기간은 굉장히 길고, GMO의 경우 제품 생산을 할 수 없다”면서 “연구용, 산업용, 농식품용, 제약용 등의 경우 관련 규제를 다수의 부처로부터 받다 보니 생산에 상당한 제약을 받고 있다”고 주장했다. 신 소장은 이를 해소하기 위해 특정 지역이나 특정 기술에 한해 일정 부분 규제를 완화해 주는 ‘규제자유특구’ 도입을 대안으로 제시했다. 그는 “자동화 기반의 바이오파운드리는 연구 속도를 높여 생산성 향상으로 이어지기 때문에 우리가 바이오 강국으로 도약하기 위해선 생산성을 높이기 위한 공공 바이오파운드리와 같은 핵심 인프라 확충이 필요하다”고 주장했다.

 

• 나.초연결 바이오 시대의 바이오제조 역량 고도화

- 이대희(KRIBB 합성생물학센터장)-

 

 이대희 한국생명공학연구원 합성생물학센터장은 ‘초연결 바이오 시대의 바이오 제조 역량 고도화’ 주제발표를 통해 디지털 바이오 시대에 합성생물학은 바이오 제조와 바이오파운드리의 핵심이 될 것이라고 주장했다. 이 센터장은 “합성생물학은 다른 산업에 비해 효율성이 떨어지는 문제를 근본적으로 해결하기 위해 새로운 접근방법으로 등장했다”면서 “합성생물학은 기존 ‘탑-다운’ 방식이 아닌 우리가 원하는 기능을 갖는 생명체를 만들어 효율성을 높여 산업으로 연결하기 위한 ‘바텀-업’ 방식의 연구 분야로, 지금까지 생명공학의 연구방법이나 산업계의 패러다임을 바꿀 수 있는 기술”이라고 말했다. 기존 생명공학 접근방식과 합성생물학은 완전히 다르다는 주장이다. 특히 바이오파운드리는 합성생물학이라는 혁신적 방법을 빨리 현실화시키는 중간 단계의 매개 역할을 담당하고 있다고 이 센터장은 설명했다. 그는 “바이오파운드리는 합성생물학의 기술을 더 빨리 자동화하고, 그것을 테스트해서 우리가 원하는 것을 실제 만들 수 있는지 확인할 수 있는 자동화된 플랫폼”이라고 말했다.

 

<바이오파운드리, 바이오 산업 혁신 이끌 것>

 

 바이오파운드리와 같은 자동화된 플랫폼이 있어야 기술개발을 가속화할 수 있고, 산업 측면의 혁신도 빠르게 진행할 수 있다. 이 센터장은 디지털 바이오 시대를 맞아 표준화된 데이터의 중요성을 제시했다. 그는 “AI가 중요하지만, AI에 활용할 수 있는 표준화된 데이터가 훨씬 더 중요하다”며 “합성생물학과 바이오파운드리는 표준화된 데이터를 만들 수 있어 디지털 바이오 시대에서 중요성은 더욱 커지고 있다”고 말했다. 시간과 인력에 의존해야 하는 생명공학 연구를 합성생물학과 바이오파운드리를 결합해 표준화·자동화된 작업 흐름에 따라 연구자 개입 없이 24시간 작동하도록 변모시켜 놓고 있다. 일례로, 미국 제약사인 아미리스는 말라리아 치료제인 ‘아르테미시닌’ 개발에 10년이라는 긴 시간과 많은 비용을 들였는데, 바이오파운드리 구축 이후 7년간 15개의 제품을 상용화 하는데 성공했다. 합성생물학 기술과 바이오파운드리 플랫폼이 결합해 상승효과를 가져온 결과라는 게 이 센터장의 설명이다. 생명연은 바이오파운드리 베타를 구축해 연구자들이 피펫을 들고 아침부터 밤늦게까지 연구하던 단순 반복적인 일들을 자동화해 연구 속도를 높이고 있다.

 

<정부 주도의 공공 바이오파운드리 구축 나서야>

 

 이 센터장은 투자 비용과 기술 전문성으로 인해 진입장벽이 높은 바이오파운드리는 정부 주도로 투자가 이뤄져야 한다고 주장했다. 그는 “정부가 공공 바이오파운드리를 구축해 중소벤처기업과 스타트업 등 작은 규모의 기업들을 적극 지원하고, 이들 기업이 스케일업 할 수 있도록 징검다리 역할을 해야 한다”고 피력했다.

합성생물학이 화이트 바이오 중심에서 농업과 식품 등으로 확대되면서 새로운 분야를 발굴할 수 있고, 탄소중립에도 기여할 수 있다고 이 센터장은 내다봤다. 이를 위해 우리나라가 AI, 빅데이터 등을 보다 잘 활용해 합성생물학의 전 과정에서 우리의 약점인 Design(디자인), Learn(학습) 분야에 대한 투자와 관심이 필요하다고 주장했다. 이 센터장은 “생명연이 구축한 바이오파운드리 베타에서 습득한 노하우와 기술을 활용하면 국가 주도의 공공 바이오파운드리를 보다 빨리 구축할 수 있을 것”이라며 “미국, 영국, 일본 등과 글로벌 협력을 추진하면 훨씬 더 빨리 우리의 바이오파운드리를 정착시킬 수 있을 것”이라고 기대했다.

 

 생명연은 미국 로렌스버클리국립연구소, 영국 등과 바이오파운드리 분야에서 긴밀한 국제협력을 추진하고 있다. 또한 KAIST와 대학원 공동 교육 프로그램을 만들어 합성생물학 분야 인재양성에 나서고 있다. 이 센터장은 “합성생물학과 바이오파운드리 분야에서 표준 이슈에 대한 리더십을 발휘하는 나라가 없는 상황”이라며 “우리나라가 이 분야에 대한 지속적인 관심과 투자를 늘린다면 표준 관련 이슈의 주도권을 확보함으로써 합성생물학 선도국으로 나아갈 수 있다”고 말했다.

 

• 다.바이오제조 혁신기술 연구 및 산업 진흥을 위한 제도혁신 전략

- 정일영 STEPI(과학기술정책연구원) 미래혁신전략 연구본부장-

 

 정일영 본부장은 ‘바이오 제조 혁신기술 연구 및 산업진흥을 위한 제도혁신 전략’ 주제 발표를 통해 바이오 제조 관련 정책의 지속적 추진과 인재 양성, 민간기업과 협업한 표준·지식재산(IP) 분야 전략 등 6가지 방안을 제시했다. 정 본부장은 “합성생물학이 바이오 분야의 특정 기술에서 벗어나 각 부처가 바이오 제조라는 큰 틀에서 협업할 때 우리나라가 바이오 제조 강국으로 도약할 수 있다”고 지적했다.

 

<합성생물학, 바이오제조 측면에서 육성해야 경쟁력 확보>

 

 “우리가 차별성을 갖고 경쟁력을 확보할 수 있는 기술 분야에 집중할 필요가 있다”며 “바이오파운드리 정책의 경우 기술단계별, 부처별 대응전략을 세부적으로 수립해 추진해야 한다”고 덧붙였다. 그는 국가 차원의 지속적인 정책 추진을 제안했다. 정 본부장은 “영국, 일본, 중국, 독일 등은 이미 합성생물학과 바이오파운드리 정책을 2010년대부터 지속적으로 추진하고 있다”며 “우리나라도 합성생물학을 포함한 바이오 제조 진흥을 위해 기술과 정책을 지속적으로 추진하는 것이 무엇보다 중요하다”고 피력했다.

 

 바이오 제조 관련 후속세대 양성과 스케일업을 통한 산업 생태계 구축 필요성도 언급했다. 정 본부장은 “영국의 합성생물학 대회인 iGEM은 연구 저변 확대 뿐 아니라 후속세대를 위한 것으로, 우리도 iGEM과 같은 연구 커뮤니티를 확대해야 한다”면서 “클러스터 전략을 통해 바이오파운드리 산업 생태계도 확충해야 한다”고 지적했다. 이와 함께 민간기업과 협업을 통해 바이오파운드리를 기반으로 많은 스타트업들이 창업하고. 글로벌 시장을 타깃으로 유니콘 기업으로 성장할 수 있는 생태계를 구축해야 한다고 그는 지적했다.

 

 정 본부장은 마지막으로 “합성생물학 분야는 아직까지 선도적인 기업이나 조직이 없고, 표준도 정해지지 않았다”며 “이를 위해 다양한 특허들을 창출하기 위한 체계적인 IP 전략 수립이 요구된다”고 말했다.

 

• 라.바이오 미래포럼 세션Ⅱ- 바이오제조 패널토론

- 이명화(STEPI 연구위원), 이승규(한국바이오협회 부회장), 김성윤(KRIBB 바이오안전성정보센터장), 신용욱(CJ 바이오기술연구소장)-

 

 이명화 STEPI 연구위원을 좌장으로 열린 패널토론에서 전문가들은 합성생물학과 바이오파운드리가 바이오 분야에서 벗어나 모든 산업에 커다란 영향을 미치고, 우리나라가 바이오 제조 혁신을 통해 합성생물학과 바이오파운드리 기술과 인프라 투자에 적극 나서야 한다고 목소리를 높였다.

 

 이승규 한국바이오협회 부회장은 “합성생물학과 바이오파운드리를 단순히 R&D에서 스케일업해 산업화하는 과정으로 볼 것이 아니라, 경제안보라는 큰 틀에서 바라봐야 한다”며 “각 부처와 각 플레이어들이 어떤 역할을 통해, 어떻게 성과를 만들어 낼지에 대한 보다 치밀한 전략이 필요하다”고 지적했다. 이 부회장은 “합성생물학의 최종 목표는 인공 생명체를 생산해 산업화하는 것이 최종 목표인 만큼 어떻게 산업화할 것인지에 더 집중해야 한다”면서 “후발주자인 우리나라는 경제성 확보와 기술 독점을 대비한 인력 양성에 신경을 써야 한다”고 주장했다.

 

 김성윤 한국생명공학연구원 바이오안전성정보센터 팀장은 “합성생물학은 R&D뿐 아니라, 규제 이슈가 우리나라를 포함한 국제사회에서 활발하게 논의되고 있다. 합성생물학을 통해 만들어진 산물은 단계별로 LMO법, 식품위생법 등에 적용받는데, 이런 법률들이 산업화에 커다란 장애물로 작용할 것”이라고 말했다. 이를 위해 합성생물학을 통해 생산된 산물에 대한 사회적 수용성 확보와 기업들의 책임 있는 혁신 등이 요구된다고 김 팀장은 설명했다.

 

 신용욱 CJ 바이오기술 연구소장은 “한국은 GMO, LMO에 대한 사회적 수용성이 굉장히 낮아 미국 FDA, 일본 후생성의 허가를 받은 미생물 균주라도 해외에서 가지고 오려면 인허가에 상당한 애로를 겪고 있다”고 우리가 안고 있는 합성생물학의 규제 문제점을 지적했다.

 

 신 소장은 이어 “국내에서 판매하지 않고, 미생물 균주를 들여와 한국에서 생산한 뒤, 해외에 수출하는데도 국내법에 따라 규제를 받고 있는 상황에서 과연 우리나라가 바이오 제조 강국 실현에 의지가 있는지 의문”이라고 덧붙였다. 김성윤 팀장은 이에 대해 “신 소장님께서 말씀하신 내용 중 미생물 균주 도입을 위한 인허가는 좀 낮은 수준인 ‘신고’로 개선됐고, 정부 부처에서 관련 규제 개선을 위한 논의를 진행하고 있다”고 말했다.

 

 이대희 생명연 합성생물학연구센터장은 “합성생물학에 대한 사회적 수용성을 높이려면 국민들에 대한 이해와 설득 작업을 지속적으로 해야 하고, R&D를 통해 만들어지는 기술의 가치와 사회적 역할 등에 대해 과학자들이 직접 나서야 한다”고 과학자의 역할을 강조했다. 이 센터장은 “앞으로 합성생물학과 바이오파운드리가 보다 고도화되면 맞춤형 새로운 인공생명체가 만들어지는데, 과연 현재와 같은 법과 제도로 이를 규제할 수 있을지에 대한 논의도 필요하다”고 했다.

 

 정일영 STEPI 본부장은 “합성생물학이 향후 기술안보 측면에서 중요해질 것으로 예상되는 만큼 정책 레벨을 대통령 이니셔티브까지 높여 보다 강력하게 추진해야 한다”며 “이를 위해 각 부처, 각 지자체의 협력이 필요하고, 보다 다양한 추진 주체들이 들어와서 역할을 해야 한다”고 주장했다.

 

 이승규 부회장은 “합성생물학과 바이오파운드리에 있어 생명연과 같은 출연연이 산업계와 학계를 이어주는 다리 역할을 해야 한다”면서 “기초연구 수준의 R&D는 물론 산업화를 위한 R&D도 추진해야 한다”고 지적했다.

 

 김성윤 생명연 팀장은 “합성생물학을 통해 여러 가지 기술들이 앞으로 개발될 것인데, 국내의 엄격한 규제에 대한 두려움으로 인해 인허가나 심사 등을 꺼리지 말고, 적극적으로 도전해 보다 많은 데이터들이 쌓여 관련 규제들이 개선되는 방향으로 노력해야 한다”고 말했다. 박범순 KAIST 교수는 “바이오파운드리를 만들고, 합성생물학을 육성하는 것과 함께 규제나 사회적 장치, 법적 장치 등을 보다 업그레이드하기 위한 고민과 논의에 나서야 한다”고 주장했다.

 

 

출처 : 바이오인