[CEO칼럼]생명공학을 제2의 반도체로...클러스터 조성해 경쟁력 키우자

[최민성 델코리얼티그룹 회장]

생명공학(바이오테크)은 생물학적 시스템, 살아있는 유기체 또는 그 일부를 사용하여 다른 제품을 개발하는 기술이다. 유전학, 생화학, 분자 생물학, 의학, 신약, 식품, 유전자변형 식물, 바이오 연료, 소재·섬유·종이 산업 등이 포함된다.

그랜드뷰리서치에 따르면 글로벌 생산시장은 작년 약 890조원으로, 2028년까지 매년 15.9% 성장할 전망이다. 한국의 생산 비중은 약 2% 정도다. 작년 글로벌 제약시장 1460조원(아이큐비아) 중에서 바이오제약 비중은 약 30%로, 매년 성장률이 15%를 넘어 화학제약 2%대 성장률보다 매우 높다. 스타트Us인사이트는 전 세계 생명공학 분야의 4351개 스타트업과 스케일업 기업을 분석해 10개 주요 트렌드의 시사점을 정리했다.
 

인공지능은 생명공학 프로세스의 자동화와 운영 확장에 큰 도움을 주면서, 10개 트렌드 중 26% 비중을 차지하고 있다. 바이오제약은 AI를 활용하여 신약 개발 프로세스, 바이오 지표와 문헌 파악, 신제품 개발 등을 가속하고 있다. 이미지 분류 알고리즘 스캔으로 암세포와 작물의 질병을 찾아낸다. 딥 러닝은 미생물 군집 분석, 공통 표현을 가진 개체군 선별, 신속한 진단 등을 돕는다.
 
빅데이터(19% 비중) 분석은 수많은 생물 데이터를 분석한다. 임상 시험대상 환자의 효과적 선별, 동물 사료·작물·가축 품종의 개선, 미발견 미생물 탐색 등 바이오 정보의 발전을 돕고 있다.

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유전자 편집(12% 비중)은 유전 공학 기술로, 유전적 변형에 필요한 외래 DNA의 삽입, 게놈 정밀 편집, DNA 등 핵산의 인위적 핵산가수분해효소, 분자가위 등 기술이 사용된다. 특정 유전자를 추가·대체·침묵시키는 유전자 편집 기술을 사용하여 유전 질환 치료에도 채택된다. 표적 유전자변형 기술은 식물과 동물의 더 나은 형질전환을 돕는다.
 
정밀약(精密藥, 10% 비중)은 유전자 편집과 유전자염기서열분석의 비용 절감으로, 임상 실습에서 일상적으로 생산되고 있다. 특정 질병 그룹을 대상으로 치료와 예방을 하는 정밀 의학, 암 등 여러 질병을 위한 맞춤형 치료도 가능하다. 스타트업은 신약 표적 식별, 신약 개발, 유전자 치료법 등을 개발하고 있다.
 
유전자염기서열분석(9% 비중)은 소요 비용이 5분의 1 이하로 절감되면서 광범위하게 사용된다. 게놈 분석비용이 절감되어, 소아 장애 식별, 개인 맞춤 치료, 공통 표현을 가진 개체군을 분석할 수 있다. 임상에서 병원체 검출, 유익한 토양 미생물 검출 등 빠르고 저렴한 방법도 나오고 있다.
 
바이오 제조(7% 비중)는 의료 제품·치료법, 생체 재료, 식품·음료, 특수화학 물질 등 바이오 제조를 저렴하게 확장하면서, 다양한 세포 배양, 발효, 재조합 생산 기술의 발전을 돕는다. 생물학적 원료 사용은 다른 제조 패러다임보다 지속 가능성이 있다. 인더스트리 4.0을 생산 공정에 채택해 바이오프로세싱 4.0 생산 모델을 구축하고 있다.
 
합성 생물학(5% 비중)은 게놈 활용을 개선하여, 표준화와 재현성을 높이고, 유전자 네트워크 수준의 유기체를 조작할 수 있게 해준다. 컴퓨터상 약물 설계, 세포 배양농업, 미생물군 유전체 기반 솔루션 등을 수행한다. 박테리아 세포 공장은 제약, 재료, 식품에 적용하는 생화학 물질을 높은 수율로 제공하고, 포유류 합성 생물학 솔루션까지 가고 있다.
 
바이오프린팅(5% 비중) 기술은 적층 제조를 통해 다양한 바이오 소재와 제품을 제공한다. 바이오 소재 잉크로 환자의 뼈, 피부, 혈관 이식조직을 생산하여 맞춤형 의료를 돕는다. 신속한 제품 표준화와 단백질 같은 고분자물질 개발에도 활용된다.
 
미세유체공학(4% 비중)은 작은 칩 같은 소형화된 실험실 개념으로, 현장에서 감염병 검사를 값싸고 신속하게 하여 현장 진료를 돕는다. 작은 칩에서 臟器生理學을 시뮬레이션하여 더 많은 생물약제 방법을 찾아내어 약물 검색과 질병 모델링에 도움을 주는 기술도 있다.
 
세포조직 공학(3% 비중)은 화상 치료, 장기 이식, 재생 의학을 위해 본인 세포조직 이식을 돕는다. 또한, 의학 응용을 넘어서, 고기나 가죽 같은 동물성 제품까지 확대되고 있다.
 
생명공학의 발전은 제약·헬스케어 산업 발전, 소재·식품 생산의 친환경 대안, 바이오매스 공급원료를 활용하는 순환 경제 등 지속 가능성에 필수적이다. 관련 대규모 클러스터 단지를 조성해 글로벌시장에서 한국의 비중을 반도체만큼 키운다면 더할 나위 없이 좋다.