백신, 치료제 개발기간 단축시킬 ‘AI 기반 단백질 모델링’ 기술
감염병 대유행으로 문제될 축산업 공급 대체 가능한 기술도 선정
플라스틱 대량 배출문제 해결할 수 있는 친환경 플라스틱 기술도

포스트 코로나 시대를 위한 축산업 대체 기술과 감염병 백신 및 치료제의 신속개발 기술 등이 가까운 미래에 선보일 유명 바이오기술로 선정됐다.

한국생명공학연구원 국가생명공학정책연구센터는 이 같은 내용이 포함된 ‘2021년 바이오 미래유망기술’을 발굴해 23일 발표했다. 연구센터는 기초·생명과학 및 공통기반기술(플랫폼 바이오), 보건의료(레드 바이오), 농림수축산·식품(그린 바이오), 산업공정 및 환경·해양(화이트 바이오) 4개 분야 10대 유망기술을 선정했다. 특히 올해 발표된 바이오 미래유망기술에는 포스트 팬데믹 관련 기술이 5개나 선정돼 과학기술 분야에서 코로나19가 미친 영향력이 크게 반영되고 있다는 것을 보여줬다.

실제로 평균 10~15년 이상 소요되던 백신 개발 기간이 코로나19 발생 이후 10~18개월로 단축되면서 백신 개발의 새역사가 쓰였다고 해도 과언이 아닐 정도라는 평가를 받고 있는 상황이다. 이번에 보여준 백신 개발 속도는 병원체 유전체의 빠른 서열 분석, 고해상도 이미징 기술을 통한 구조분석, mRNA, DNA, 바이러스벡터 등 다양한 백신 플랫폼 기술이 결합되면서 가능해진 것이다.

우선 플랫폼 바이오 기술로는 ‘생물 유래 화학다양성 확보 기술’, ‘개인 맞춤형 체외 면역시스템’, ‘인공지능 기반 단백질 모델링’이 선정됐는데 이 가운데 인공지능 기반 단백질 모델링기술은 10대 기술 중에서도 가장 파급효과가 클 것으로 전망됐다. 분자물리학적 접근방법과 인공지능 심층학습(딥러닝) 기술을 활용해 아미노산 서열에서 3차원 단백질 구조와 세포 내 단백질 작용을 예측하는 기술이다. 구글에서 개발한 ‘알파폴드’라는 AI기술도 단백질 구조 예측을 하는 것으로 실제로 코로나19 바이러스 일부 단백질 구조 예측을 통해 백신과 치료제 개발에 단서를 제공한 것으로 유명하다. 이 같은 AI 기반 단백질 모델링 기술은 단백질 구조 예측을 넘어 생체 내 작용메커니즘, 질병과 연관성, 약물표적 규명으로 신약개발 시간과 비용을 크게 절감할 수 있을 것으로 전망되고 있다.레드 바이오에는 합성면역, 단일세포 교정기술, 나노백신 및 나노항체 기술이 꼽혔다. 나노백신·항체 기술은 나노구조체 표면에 다량, 다종의 항원을 노출시키거나 기존 항체보다 작고 효과적인 치료제를 만드는 것으로 기존 백신이나 항체치료제로 치료하기 어려운 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

그린 바이오분야에서는 식물 마이크로바이옴 엔지니어링, 세포배양 축산 기술이 꼽혔다. 세포배양축산 기술은 감염병 대유행 등의 이유로 공급문제가 발생할 수 있는 축산업을 대체하기 위한 기술로 세포배양을 통해 실험실에서 육류나 우유를 만드는 것이다. 또 화이트 바이오분야에서는 친환경 고분자 생산 미생물, 빅데이터 기반 생태건강성 평가기술이 꼽혔다.

국가생명공학정책연구센터 김흥열 센터장은 “코로나19 백신 개발을 계기로 바이오 혁신기술을 얼마나 잘 준비하고 확보했느냐에 따라 국민 건강은 물론 경제적 가치 창출에 중요하다는 것을 재인식하게 됐다”라며 “포스트 코로나를 넘어 포스트 팬데믹을 대비할 수 있는 혁신기술은 바이오 미래유망기술의 집합체가 될 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr